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上海市沿海防护林土壤生物活性与防风效能研究

李玥  
【摘要】: 沿海防护林是沿海地区生态防护的重要屏障,目前国内外对于沿海防护林体系的林带结构、土壤改良尤其是降低盐度、影响理化性质等方面已经做了大量的工作,并取得了丰硕成果,积累了丰富的实践经验。但在海防林对台风大风的抵御能力和海防林下土壤酶、土壤微生物活性变化方面的研究还较为薄弱。正基于此,本文以上海市沿海地区典型防护林带为研究对象,以林带的防风改土功能为目标,分别从林下土壤酶活性变化、微生物活性动态分布和林带结构对防风效能的影响等方面入手,探讨了该区典型沿海防护林带的土壤生物活性特征和防风效能,结果表明: (1)在不同林分之间,土壤酶活性随季节的不同,呈现出不同的变化规律。土壤脲酶的季节变化规律为:1月﹥3月﹥7月﹥10月;碱性磷酸酶的季节变化规律为:3月﹥12月﹥9月﹥6月;过氧化氢酶的季节变化规律为:7月﹥3月﹥10月﹥1月;蛋白酶的季节变化规律为:3月﹥7月﹥1月﹥10月;土壤蔗糖酶的季节动态在各林地则表现出较大的差异。在土壤剖面上,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶活性均呈现出自上而下递减规律,且表层土壤酶活性占较大比例,而土壤过氧化氢酶在且各层之间的差异很小,其递减规律不明显。 (2)在不同的林分之间,微生物类群数量有一定的差异,表层土壤(0-10cm)中年内微生物总数量表现为杨树林杨树麻栎混交林榆树榉树混交林水杉杨树混交林东方杉林水杉林滩地。在不同季节,土壤微生物类群的数量变化具有明显的季节性,季节不同,各林地土壤微生物类群数量的差异很大,但由于细菌数量在微生物数量中占有绝对优势,因此各林地微生物数量的季节变化基本与细菌数量的变化规律一致。在土壤剖面上,微生物类群数量、微生物总数均呈现出垂直分布的规律,即其数量随着土层的增加而急剧减少。 (3)土壤微生物生物量总体表现为:微生物生物量碳微生物生物量氮微生物生物量磷的特点。在不同林分之间,表层土壤(0~10cm)中年内微生物生物量碳总量表现为水杉林杨树麻栎混交林水杉杨树混交林东方杉林榆树榉树混交林杨树林滩地;微生物生物量氮表现为水杉林东方杉林水杉杨树混交林榆树榉树混交林杨树麻栎混交林杨树林滩地;微生物生物量磷表现为水杉杨树混交林杨树林杨树麻栎混交林水杉林榆树榉树混交林东方杉林滩地。在不同季节,土壤微生物生物量的变化具有明显的季节性,季节不同,各林地土壤微生物生物量的差异很大。在土壤剖面上,微生物生物量碳、氮、磷均表现出0~10cm土层远大于其余土层的规律,但下层土的垂直递减规律并不明显。 (4)相关分析结果表明,细菌、真菌、放线菌、微生物总数及微生物生物量碳、氮、磷与大多数土壤理化性质指标和5种土壤酶活性的相关性极高,充分说明土壤微生物与土壤养分、土壤酶之间存在着密切的联系。它们相互依存,相互影响,在土壤生态系统的稳定和维持,以及土壤生产力的可持续发展上起着决定性的作用。 (5)林带抗风效能的野外实测结果显示:对于疏透型水杉防护林而言,在台风影响期间,相同高度测点处靠近林带测点的防风效能比远离林带测点的防风效能大;并且当水平距离相同时,随着垂直高度的增加,林带的防风效能存在向增大方向移动的趋势。 (6)林带抗风效能的风洞试验结果显示:林带疏透度、风向交角和林带间距对杨树、水杉和水杉杨树混交林林带的防风效能均有一定影响。各种林带的风速沿水平方向和垂直方向的分布均大致相似。在对林带结构各因子进行正交实验分析后,选择出相对最优的各参数水平组合为:林带宽高比=1.0、林带疏透度=35%、林带高度=24m、林带带间距=14H。 (7)通过采用层次分析法对上海市典型沿海防护林带进行定性分析、定量评价,得到各林带的综合得分顺序为:水杉杨树混交林水杉林东方杉林榆树榉树混交林杨树林杨树麻栎混交林。


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