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《三峡大学》 2011年
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向家坝水电站工程扰动区不同恢复方法土壤pH值、养分及酶活性分析

夏栋  
【摘要】:大型水利水电工程建设对区域的生态环境有着极大的影响。工程建设常常占用大量土地、破坏森林植被、改变水文循环途径和地质环境,可能会导致区域内水土流失、生物多样性下降、地质灾害加剧、生态系统失衡。针对向家坝工程扰动区不同类型边坡一些植被护坡技术后期植被退化、养分流失状况、肥力的可持续性的问题以及人工修复基材的生物活性的状况未有初步研究。本文对向家坝水电站工程扰动区不同类型边坡进行了采样分析,其中土壤肥力特征分析选取了7个代表性样地,土壤(基材)类型分别为框格梁、植被混凝土基材、厚层基材样地、客土喷播、天然林、天然次生林和弃渣地,采样时间为2007年11月、2008年11月、2009年11月和2010年11月,共四次,分析比较了各代表性样地的pH值、有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷和速效钾含量以及变化。土壤酶活性分析则选取了14个样地,其中框格梁样地2个、厚层基材样地5个、客土喷播样地3个,植被混凝土基材、天然林、天然次生林和弃渣地各一个,取样时间为2010年6月份和11月份,分析比较了各样地的脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶5种酶类的活性以及变化。采用标准综合级别法对7个代表性样地的肥力进行了综合评价,同时根据隶属度函数计算对14个样地的土壤酶指数(SEI)进行了评价,得出各样地肥力综合级别指数G和土壤酶指数SEI值,最后对土壤酶活性与肥力因子相关性进行了分析。实验结果分析表明: (1)天然林与天然次生林属于强酸性土壤和酸性土壤,框格梁覆土、植被混凝土基材、弃渣地土壤酸碱度均由弱碱性下降到中性,厚层基材与客土喷播为中性土壤。 (2)总体来看,有机质、全氮、速效氮以及速效钾含量除个别样地下降外,其他样地均呈现上升趋势,而全磷则出现下降的趋势,速效磷含量则表现为大部分样地处于波动变化的状态。厚层基材样地、植被混凝土基材与天然林的养分含量均处于较高水平,弃渣地除全磷、速效钾含量较高外,其他指标含量都为最低。 (3)除弃渣地以外,其他样地土壤肥力综合级别指数G值均呈现下降的趋势,即肥力状况随着时间的推进逐渐提高。总体来看,植被混凝土基材肥力水平与厚层基材相当,其次为天然林,框格梁、客土喷播与天然次生林肥力水平接近,弃渣地的肥力状况最差。 (4)不同样地的土壤酶活性分析比较结果表明,所有样地都表现为脲酶活性、中性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性值11月份的高于6月份的,除部分样地外,其他样地蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性也都表现为11月份的高于6月份的。植被混凝土基材样地脲酶活性相对较高,但低于部分厚层基材样地。多酚氧化酶活性两次取样均以天然林的最低,厚层基材样地D、框格梁样地、弃渣地的则均较高。弃渣地除多酚氧化酶活性较高外,其他四种酶活性在两次取样当中均处于最低水平。就采用相同修复技术的不同样地,五个厚层基材样地以及客土喷播的三个样地、框格梁两个样地之间呈不同程度的差异性。 (5)天然林、植被混凝土基材以及厚层基材样地F、G的土壤酶指数值较高,弃渣地的土壤酶指数最低。总体来看大部分样地两次土壤酶指数变动性不大,采用相同修复技术的不同样地6月份和11月份的土壤酶指数有不同的变动情况。 (6)通过对土壤酶活性与肥力因子相关性分析表明,脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶与过氧化氢酶四者两两之间均呈显著(p0.05)或极显著(p0.01)正相关,而多酚氧化酶则与其他酶因子和养分因子均呈不同程度的负相关。pH值与多酚氧化酶呈显著(p0.05)正相关,与其他酶因子和部分养分因子呈不同程度的负相关。养分因子中有机质、速效氮、全氮与五个酶因子之间关系较密切,而全磷、速效磷以及速效钾与酶活性相关性较弱,未达到显著水平,与主要肥力因子相关性也未达到显著水平。 上述结果表明,大部分样地土壤肥力综合级别指数G值均呈现下降的趋势,即肥力状况随着时间的推进逐渐提高,在不同类型边坡土壤中5种土壤酶活性自身之间相互影响,而且与土壤肥力状况呈一定的相关关系,5种酶可以作为衡量工程扰动区内人工修复边坡土壤肥力水平的指标。
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