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榆林沙区人工固沙林土壤养分、微生物数量和酶活性研究

徐恒  
【摘要】: 毛乌素沙地榆林沙区由于自然条件的恶化和过度放牧、过度开垦、滥樵采等不合理的人类活动的影响,成为我国荒漠化比较严重的地区之一。在沙区营造人工固沙林,可以防止土壤风蚀,促进土壤有机质及粘粒积累,促使地表结皮形成,不仅对流沙起到了固定作用,而且促进了风沙土成土过程。其中土壤微生物和土壤酶是土壤重要组分,他们在营养物质循环、土壤肥力的提高、污染物的清除等方面发挥着十分重要的作用。但国内外对此方面的系统研究鲜见报道,因此开展本项研究具有十分重要的理论和实践意义。 本研究以毛乌素沙地榆林沙区花棒×踏郎混交林、沙柳林、踏郎林、沙棘林、樟子松林、河北杨林、杏树林7种人工固沙林林下土壤为研究对象,通过野外调查和室内分析,研究不同人工固沙林下土壤微生物数量分布特征、酶活性动态变化及土壤养分状况,用多重比较、相关分析等分析方法探讨土壤微生物、酶活性及土壤养分的关系,提出了沙区生态恢复与生态建设土壤微生物的生物学指标。为评价人工林土壤肥力以及各种固沙措施的效果,制订合理可行的保持沙地森林持续经营的管理措施提供参考。主要结论如下: 1.人工固沙林可显著改善林地土壤养分状况,并且表现出随着植被种植年限的增长,林地土壤养分含量增高的趋势;花棒×踏郎混交林林地土壤的速效氮、全氮、全磷、全钾和有机质含量随生长年限的增长而增大。花棒×踏郎混交林改善土壤养分状况的作用大于踏郎纯林;对比杏树林,樟子松林和河北杨林土壤养分状况较好;随林龄的增长,樟子松林土壤养分状况总体提高。流动风沙土剖面显示出上下两层养分含量较高而中间较低的趋势。 2.各种人工固沙林林地土壤微生物数量明显高于流动沙地,特别是花棒和踏郎混交林、樟子松林、沙棘林更有效改善了土壤微生物环境,其土壤微生物数量分别为3.3×106个·g~(-1),1.9×10~6个·g~(-1),1.4×10~6个·g~(-1),而且花棒和踏郎混交林的土壤微生物数量明显高于踏郎纯林;固沙林土壤细菌和放线菌主要集中在0-20cm土层,表层土壤真菌数量受植被盖度影响较大。花棒林随种植年限延长0-20cm土层土壤微生物数量增长的规律明显;樟子松林土壤细菌随着种植年限的增长而增长,而土壤放线菌和土壤真菌均在种植20年左右达到最大值。 3.固沙林对土壤酶活性也有显著改善,花棒和踏郎混交林和沙柳林土壤酶活性总体较高,而踏郎混交林地酶活性较低。另外,河北杨林地四种土壤酶活性都较高,说明河北杨对土壤酶活性的改善效果比较理想。花棒和踏郎混交林在种植后的前30年土壤酶活性增加明显。樟子松林土壤脲酶和碱性磷酸酶活性随着树龄的增加而显著增强,土壤过氧化氢酶和蔗糖酶也有所增强,但未达到显著性水平。人工林土壤酶活性在0-5cm土层最大,随着深度的增加,酶活性递减。 4.土壤细菌数量与土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、全磷、全钾、速效钾的含量显著相关,尤其与土壤有机质含量极显著相关性,灌木林土壤放线菌数量与土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性也呈显著相关性;真菌数量与过氧化氢酶活性显著相关;而脲酶和土壤微生物的相关性不显著。土壤有机质含量与土壤细菌数量、土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化酶、碱性磷酸酶活性显著相关。土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性之间的显著相关性说明土壤内各种酶促作用并不是彼此孤立的,它们相互影响共同促进土壤养分循环。 5.人工固沙林土壤细菌数量、土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性与土壤养分间存在密切相关关系,尤其与土壤有机质含量的显著相关性说明土壤细菌的数量、酶活性高低可作为评价林地土壤肥力的指标。花棒和踏郎混交林地土壤养分含量,微生物数量,酶活性均大于踏郎林,说明土壤的营养得到改善,促进土壤养分的转化,有利于植物的生长和土壤改良,表明不同灌木林之间,灌乔之间土壤酶具有一定的互补性,灌乔混交林可以更好的改善该地的土壤肥力条件。


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