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马尾松人工林土壤健康监测与评价

梅杰  
【摘要】:本文以湖南省衡山县紫巾山林场的马尾松人工林土壤作为研究对象,采用室内生化活性实验和相关数学分析相结合的方法,分别对不同林龄、不同季节、不同土层、根际与非根际的土壤微生物活性指标进行研究,其中指标包括:土壤细菌、真菌、放线菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌、土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、微生物生物量C、N以及基础呼吸作用、基质诱导呼吸作用、土壤养分因子。探讨不同林龄马尾松人工林的土壤质量的生物指标,建立土壤健康评价指标体系,为分析我国南方地区其它马尾松人工林土壤生态功能提供参考依据。研究结果如下: (1)在研究的5块样地中,土壤三大类微生物数量的总体表现为:细菌真菌放线菌。微生物生理类在垂直分布特点上表现为:固氮菌解磷菌解钾菌。土壤微生物数量在土壤剖面上具有相似的垂直分布特征,均随着土壤深度的增加而减少,0-20cm最多,后急剧减少。随着林龄的增长,各种微生物数量变化呈“低-高-低”的趋势。其季节变化都较为一致且明显,表现为:7月10月3月1月,即是夏秋春冬。根际土壤微生物的数量大于非根际土壤微生物的数量,即RS。 (2)在土壤的垂变化特点上看,土壤三种酶活性、微生物生物量及呼吸作用的变化均随着土壤深度的加深而减弱。均表现为:0-20cm20-40cm40-60cm 60-80cm。 (3)随着季节的变化,除土壤脲酶活性得最高值出现在10月,最低出现在1月外,其土壤的其他2种酶、微生物生物量及呼吸作用在季节变化上表现一致,最高出现在7月,最低出现在1月。 (4)在根际与非根际的分布特点上看,土壤酶活性、土壤微生物生物量及土壤呼吸作用的表现都较为一致,根际土壤高于非根际土壤,即RS的变化特点。 (5)土壤养分因子(除pH值外)的垂直分布特点表现与土壤酶、微生物生物量及呼吸作用一致,在根际与非根际的表现上,亦为RS的变化特点。土壤中根际土壤的pH值随着土壤深度,pH值也呈现上升的趋势,其根际土壤的pH值小于非根际。马尾松林的土壤pH处于较强酸性到弱酸性之间,最低在3.85,属较强酸性土壤,最大也只有5.94,属弱酸性。随着林龄的增大,pH值也逐渐减小。 (6)通过对微生物指标间相关关系的分析后,表现为微生物数量、酶、微生物生物量、呼吸作用各指标间都存在着一定的极显著相关,大多存在显著相关,而解钾菌与众多指标间都没有关系。另外含水量和pH值在表现上也多为不相关。说明土壤微生物数量、酶活性、微生物生物量、呼吸作用以及养分银因子中的有机质、有机C、速效N及速效P之间有着十分密切的关系。 (7)应用多元统计分析法,建立适于评价土壤健康的生物学指标体系,第一主成分Y1主要反映的是细菌、真菌、微生物总量、固氮菌、解磷菌、解钾磷、脱氢酶、脲酶、微生物生物量C、微生物生物量N、基础呼吸、基质诱导呼吸、有机质、速效N以及速效P等微生物活性指标的综合变量,其所占总量为75.815%。在评价土壤健康时具有十分重要的作用。第二主成分Y2主要反映的是放线菌、过氧化氢酶、有机C、全N、全P、含水量、pH等微生物活性指标的综合变量,其所占总量为20.181%,具有一定的作用,但对评价的影响较小。用土壤综合肥力指标值(IFI)作为最终评价土壤健康的标准,其结果为不同林龄马尾松人工林的土壤生物学特性具有明显的差异,随着马尾松人工林林龄的增长,其变化趋势是从幼林开始逐渐增加,近熟林时达到顶峰,后到成熟林的过程中开始下降,其分布变化的趋势都较为明显。


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