采伐干擾對巨桉人工林土壤微生物、土壤酶活性與土壤養(yǎng)分的影響.pdf

1、近年來，生態(tài)學界越來越關(guān)注“受干擾”生態(tài)系統(tǒng)的研究，干擾對森林生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)過程的影響以及森林生態(tài)系統(tǒng)對干擾的響應等問題，已成為森林生態(tài)研究領(lǐng)域的國際前沿與熱點。桉樹(Eucalyptusgrandis)作為世界三大造林樹種在我國南方很多地區(qū)廣泛栽植，其經(jīng)濟價值和社會價值已經(jīng)得到廣泛的認同。目前，四川多數(shù)巨桉人工林栽培區(qū)已進入第一代林的采伐利用階段，本文以四川洪雅桉樹原料林為研究對象，通過對采伐后一年內(nèi)巨桉人工林地土壤微生物數(shù)量、土壤

2、酶活性及養(yǎng)分含量的分析研究，探討采伐干擾引起巨桉林地土壤質(zhì)量的變化，以及這種變化對二代巨桉人工林天然更新的影響，結(jié)果表明： 1.本實驗區(qū)實施的采伐作業(yè)主要以獲取巨桉林木樹干為主，采伐時保留樹樁用于二代巨桉林的萌芽更新，伐樁高度為5cm左右，采伐后的林地還留有原本的灌木和草本植物。采伐后一年，二代次生林萌條生長平均高4.58m，平均地徑3.66cm，生長狀況良好，與未采伐巨桉林分比較，林木被砍伐以后，林內(nèi)光照明顯增加，林內(nèi)濕度明顯

3、下降，表層(0-20cm)土壤年平均溫度升高1.3℃，表層土壤年平均含水量增加2.95％。 2.樣地土壤微生物數(shù)量主要集中在0-20cm土層，各類群數(shù)量垂直分布規(guī)律一致，即上層大于下層，并逐層遞減。各樣地土壤微生物類群均有：好氣性細菌數(shù)量最多，放線菌數(shù)量次之，真菌數(shù)量最少，其中好氣性細菌數(shù)量分別占整個微生物總數(shù)的百分比是94％以上，處于絕對優(yōu)勢地位。各樣地、各微生物類群具有不同的季節(jié)動態(tài)變化規(guī)律，好氣性細菌在秋季數(shù)量最多，冬季數(shù)

4、量最少；放線菌數(shù)量在春季最多，冬季最少；真菌數(shù)量則以夏季最多，冬季最少。采伐樣地的微生物總數(shù)、好氣性細菌、放線菌和真菌均多于未采伐樣地，1、2號樣地全年平均微生物數(shù)量比對照樣地多29.20％和14.83％，說明采伐干擾使土壤微生物數(shù)量增加。另外，1號樣地土壤微生物總數(shù)、好氣性細菌和真菌數(shù)量多于2號樣地，而放線菌數(shù)量是1號少于2號。 3.蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的酶活性值都有：1號樣地各種酶活性值最大，2號樣地次之，對照樣

5、地酶活性值最小。其中，與對照樣地比較，1號樣地蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的全年平均酶活性值分別提高30.05％、13.90％、32.13％和17.73％；2號樣地分別提高21.60％、4.48％、3.85％和3.28％，說明采伐后林地水熱條件的改變、地面植被物的增加等提高了林地土壤酶活性。1號樣地土壤酶活性值大于2號樣地，分別高6.95％、9.01％、27.23％、13.99％、3.85％，說明采伐時保留采伐剩余物能提高土壤酶活性

6、，更有助于保持林地土壤肥力，對林地二代萌生巨桉林的繁殖和生長有利。土壤中的蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的最大酶活性值均出現(xiàn)在7月份，采伐林地與未采伐林地具有相同的季節(jié)變化規(guī)律，說明本實驗區(qū)的采伐干擾作業(yè)并未對該林地土壤酶活性的季節(jié)動態(tài)產(chǎn)生明顯影響。與土壤微生物數(shù)量的垂直分布規(guī)律一致，各樣地土壤酶活性隨著土壤深度的增加而降低。 4.樣地土壤pH值范圍在3.73～4.59之間，為強酸性土壤(pH＜5)，1號、2號和對照樣地土壤p

7、H值分別為4.32、3.93、3.89，采伐林地的土壤pH略大于未采伐樣地，說明采伐后林地土壤酸性有所減弱。林地土壤有機質(zhì)含量提高，尤其以表層土壤增加最大，1、2號樣地分別比對照樣地提高61.8％和37.8％，均達到顯著差異水平。林地土壤全氮、全磷、全鉀含量也均提高，1號樣地較對照樣地分別高12.49％、18.48％、3.86％，其中全氮和全磷指標差異達極顯著水平。表層土壤水解氮、速效磷和速效鉀分別比對照林地提高31.06％、15.79

8、％、54.57％，速效P和速效K的含量達到顯著和極顯著差異水平。說明采伐干擾使林地土壤養(yǎng)分含量提高，對可以采伐的巨桉人工林而言，及時、合理采伐干擾對改善林地土壤質(zhì)量和二代林的生長都具有積極的作用。 5.采伐巨桉人工林地土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性與土壤養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系表明：采伐林地土壤微生物與土壤養(yǎng)分之間存在明顯的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)較大，且都呈正相關(guān)，除全K與細菌、放線菌、真菌和微生物總數(shù)的相關(guān)程度較小外，土壤養(yǎng)分其余各項指標均與土壤

9、微生物數(shù)量呈顯著或者極顯著的正相關(guān)，說明采伐后巨桉人工林地的土壤微生物數(shù)量在很大程度上與土壤養(yǎng)分含量之間相互影響。采伐巨桉人工林地土壤酶活性與土壤養(yǎng)分存在一定相關(guān)關(guān)系，土壤全N、水解N、速效K與土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶顯著或者極顯著相關(guān)，土壤有機質(zhì)與磷酸酶極顯著相關(guān)。土壤磷酸酶與土壤養(yǎng)分各項指標的相關(guān)系數(shù)大，相關(guān)程度強，土壤過氧化氫酶土壤養(yǎng)分各項指標的相關(guān)系數(shù)小，均不顯著。 6.土壤微生物與土壤酶活性常常作為衡量土壤肥力高低的標

10、準，本實驗通過多元回歸統(tǒng)計分析，探討了采伐林地所研究的土壤微生物數(shù)量、土壤酶活性評價土壤肥力的模型和意義。結(jié)果表明：Y1=2.670+0.025X1-3.793X2+3.801X3-2.044X4+0.020X5R2=0.955Y2=102.456-3.436X1+61.324X2+230.729X3+22.193X4+2.658X5R2=0.971Y3=337.900+6.020X1-61.408X2+81.419X3+16.186X

11、4+0.0334X5R2=0.510Y4=970.017+7.875X1+5259.581X2-1327.945X3+89.566X4-1.521X5R2=0.656Y5=58.054+1.028X1-279.432X2+13.037X3-4.034X4+0.793X5R2=0.955Y6=0.951+0.017X1-2.482X2+0.980X3-0.525X4+0.006X5Re=0.939Y7=23.163+0.020X1-9.7

12、97X2+10.078X3-2.301X4+0.132X5R2=0.837其中：Y1代表有機質(zhì)，Y2代表全氮，Y3代表全磷，Y4代表全鉀，Y5代表水解氮，Y6代表速效磷，Y7代表速效鉀；X1代表蔗糖酶，X2代表脲酶，X3代表磷酸酶，X4代表過氧化氫酶，X5代表微生物總數(shù)。 從以上回歸模型可以看出，部分模型擬合的優(yōu)度較高。在該采伐林地內(nèi)，土壤微生物總數(shù)、土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和過氧化氫酶的變化會對土壤有機質(zhì)、全氮、水解氮、速效磷