三峽庫區(qū)消落帶水杉種植初期對實生土壤營養(yǎng)元素含量及酶活性的影響.pdf

1、本研究模擬三峽庫區(qū)消落帶水文特征，設(shè)置三個不同的處理階段，階段Ⅰ為淹水階段，包括常規(guī)供水(C)，半淹(HS)和全淹(F)三個處理組;階段Ⅱ為干旱階段，將階段Ⅰ的處理組再隨機分為兩個處理組，一組繼續(xù)保持階段Ⅰ的水分處理，另一組進行輕度干旱脅迫處理，此時，處理組包括常規(guī)供水(C)，半淹(HS)，全淹(FS)，常規(guī)供水-輕度干旱(CD)，半淹-輕度干旱(HSD)和全淹-輕度干旱(FSD)6種不同水分處理組;階段Ⅲ時將所有處理組恢復(fù)到正常供水處

2、理，整個處理持續(xù)166 d。測試的化學(xué)指標包括土壤pH值，有機質(zhì)(OM)、堿解氮（AN）、有效磷(AP)、速效鉀(A-K)、全氮(TN)、全磷(TP)和全鉀(TK)含量;生物學(xué)指標包括土壤蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶活性。
　　結(jié)果表明:(1)階段Ⅰ結(jié)束時，C組和HS組水杉幼樹盆栽土壤的氮素及TP含量較無植物組顯著下降，HS組的AP含量及F組的氮素和TP含量顯著升高;與正常供水組（C組）相比，淹水處理增高了水杉幼樹盆栽土壤

3、的pH值和OM含量，降低了其AP含量，而FS組水杉土壤的TN、TP和AN含量分別較C組顯著升高17.1％，16.9％和34.2％。且與C組相比，短期淹水(75 d)處理后HS和FS組土壤的蔗糖酶活性分別下降了44.2％和47.1％;脲酶活性分別下降了9.3％和14.0％;堿性磷酸酶活性分別下降了56.9％和35.4％。(2)階段Ⅱ結(jié)束時，前期水淹增加了水杉幼樹實生土壤pH值、OM、AN和AP含量后期對干旱的敏感性;與無植物組相比，水杉幼

4、樹的栽植增加了除C組外的其他水分處理組土壤的OM含量;在水杉盆栽土壤中，與C組相比，HS和FS組的pH值分別升高2.6％和3.8％，OM含量卻未出現(xiàn)顯著差異。且經(jīng)歷長期淹水(145 d)后，與對照組C相比，F(xiàn)S組蔗糖酶活性降低了26.3％，HS、FS的土壤磷酸酶活性分別降低了59.6％和32.4％，而脲酶活性分別升高了20％和26.5％。淹水處理并未對土壤過氧化氫酶活性產(chǎn)生顯著影響。經(jīng)過60 d的干旱處理后，與CD組相比，HSD、FD組

5、土壤脲酶活性分別下降了21.5％和24.3％，土壤磷酸酶活性則降低了62.5％和44.6％。(3)經(jīng)過21 d的正常供水處理，HS、HSD組水杉土壤的pH值較無植物組土壤顯著下降，所有水淹組土壤的OM含量則顯著升高，與此同時，C組、CD組的TN和CD組的TP含量顯著升高;各淹水處理組的水杉土壤在恢復(fù)生長后，其pH值及多項營養(yǎng)元素含量均已恢復(fù)至C組水平，HSD和FD組水杉土壤的所有化學(xué)性質(zhì)亦恢復(fù)至CD組水平。而就土壤酶活性而言，除過氧化氫

6、酶外，所有處理組水杉幼苗盆栽土壤的酶活性均恢復(fù)至C組水平。(4)在對水杉幼樹盆栽土壤化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)，OM、TN、TP和AN含量兩兩之間存在極顯著的正相關(guān)，pH值與OM、TN、TP、TN含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。而對水杉幼樹實生土壤酶活性進行相關(guān)性分析時發(fā)現(xiàn)，除了脲酶活性與堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系外，水杉幼樹實生土壤其余各酶活性間并無顯著性關(guān)系存在另外，本研究基于固定監(jiān)測樣地，對1個淹水周期后的三峽庫區(qū)消落帶水杉土壤進行采

7、樣測試，以揭示人工種植水杉對消落帶土壤的pH值、營養(yǎng)元素含量以及土壤酶活性的影響。課題組于2013年9月15日在三峽庫區(qū)汝溪河流域消落帶將同模擬試驗一批的水杉幼苗盆栽固定于按165 m、170m、175m三個不同的海拔位上，其中每個海拔位固定6株水杉盆栽，共18株，根據(jù)該流域水位變化，經(jīng)過一個水位漲落周期后，在2014年6月7日進行野外取樣，并對土壤營養(yǎng)元素含量及酶活性進行測試。測試結(jié)果表明:低海拔(L)和中海拔(M)水杉土壤pH值分別

8、顯著高出高海拔(H)水杉土壤pH值3.14％和2.91％;而水杉OM含量在三個海拔間并未出現(xiàn)顯著差異性。土壤TN、TK、AN及AP含量在三個海拔間的差異性并未達到顯著水平;栽植于H線上的水杉幼樹實生土壤TP含量分別較L、M線水杉土壤TP含量顯著高1.02倍和56.92％;M海拔位的AK在三組之中處于最高值，分別高出L、H線水杉上的土壤AK含量63.60％和18.30％。H和M線上的水杉土壤過氧化氫酶活性分別顯著高出L組1.43倍和1.0

9、1倍;H線上的土壤蔗糖酶活性顯著高出M線59.32％，而M與另外兩個海拔位水杉土壤蔗糖酶活性并無顯著性差異;土壤脲酶活性在H線上出現(xiàn)最高值，分別較L、M線2.12和1.02倍;M線上的土壤堿性磷酸酶活性分別顯著高出L和H海拔位79.87％和67.60％。此外，對水杉幼樹實生土壤pH值、營養(yǎng)元素含量以及酶活性進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，TN含量與AN含量及堿性磷酸酶活性呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，TP含量與蔗糖酶、過氧化氫酶活性呈顯著或極顯著

10、正相關(guān)關(guān)系。土壤酶活性之間亦有顯著性關(guān)系存在，其中，過氧化氫酶活性與蔗糖酶活性呈顯著正相關(guān)，與堿性磷酸酶活性呈極顯著正相關(guān)。
　　本研究發(fā)現(xiàn)，水杉屬于較耐水淹樹種，經(jīng)歷166 d的模擬全淹處理后，其存活率仍保持100％，可以考慮作為三峽庫區(qū)消落帶植被恢復(fù)的樹種之一，同時在退水期時應(yīng)及時澆水灌溉，避免將其置于干旱環(huán)境當中。但在野外原位栽植于165 m海拔位上的的水杉幼樹在經(jīng)歷一個淹水周期后全部死亡，說明水杉在更為復(fù)雜的原位環(huán)境下較難