川南天然常绿阔叶林人工更新后土壤生态特性研究

论文摘要

本文从林地枯落物层水文生态功能、土壤水源涵养功能、土壤肥力特征、土壤碳库变化、土壤分形特征以及枯落物对土壤肥力的影响等方面，系统地研究了川南林区天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木林、柳杉林和水杉林后土壤生态特性的变化，其结果如下： ①天然常绿阔叶林及其人工更新成檫木林、柳杉林和水杉林后林下枯落物层蓄积量，天然常绿阔叶林（25.68t／hm2）＞水杉林（18.14t／hm2）＞檫木林（9.95t／hm2）＞柳杉林（1.13t／hm2）。天然常绿阔叶林枯落物层自然含水量分别是檫木林、柳杉林和水杉林的3.18、41.33和1.53倍。在整个持水过程中，前2h内各林分枯落物层持水作用较强。林下枯落物层持水量与浸泡时间之间的关系式为Q=a ln t+b，吸水速率与浸水时间之间的关系式为V=k tn。枯落物层最大持水量、最大拦蓄量和有效拦蓄量均为天然常绿阔叶林＞水杉林＞檫木林＞柳杉林。 ②天然常绿阔叶林人工更新后土壤容重增加和孔隙度降低导致林地土壤持水量、排水能力和渗透性降低；3种人工林中，土壤持水量、排水能力和渗透性檫木林较好，水杉林次之，柳杉林最差；相关性分析发现，土壤有机质、容重、孔隙度、持水量、排水能力和渗透性之间的相关系数均达到显著水平。 ③天然常绿阔叶林人工更新后各季节土壤自然含水率以及有机质、全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、有效硫含量均降低，且3种人工林中，檫木林＞水杉林＞柳杉林；各林分土壤自然含水率和养分含量均为秋季＞春季＞冬季＞夏季，而土壤碳／氮比的变化恰好相反，夏季＞冬季＞春季＞秋季。土壤养分含量与土壤物理性质之间存在显著相关性。 ④天然常绿阔叶林人工更新后各季节土壤微生物量碳、微生物量氮含量以及微生物总数、细菌、真菌、放线菌数量均降低，且3种人工林中，檫木林＞水杉林＞柳杉林；各林分土壤微生物生物量和微生物数量均为秋季＞春季＞冬季＞夏季。土壤微生物生物量、微生物数量与土壤物理性质、养分含量之间存在显著相关性。 ⑤天然常绿阔叶林人工更新后各季节土壤蔗糖酶、尿酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性均降低，且3种人工林中，檫木林＞水杉林＞柳杉林；各林分土壤酶活性均为秋季＞春季＞冬季＞夏季。土壤酶活性与土壤物理性质、养分含量、微生物生物量、微

论文目录

• 论文独创性声明
• 关于论文使用授权的声明
• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 天然林的概念与内涵
• 1.2.2 天然林分布现状
• 1.2.2.1 国内天然林分布现状
• 1.2.2.2 国外天然林分布现状
• 1.2.3 天然林的破坏现状
• 1.2.3.1 国内破坏现状
• 1.2.3.2 国外破坏现状
• 1.2.4 天然林的作用和意义
• 1.2.4.1 缓解“温室效应”
• 1.2.4.2 保护生物多样性
• 1.2.4.3 涵养水源
• 1.2.4.4 保持水土
• 1.2.4.5 净化空气
• 1.2.4.6 抑制土地沙漠化
• 1.2.4.7 减免自然灾害的发生
• 1.2.5 天然林保护的提出
• 1.2.6 天然次生林的基本特征
• 1.2.7 天然林土壤生态过程研究
• 1.2.7.1 土壤养分研究
• 1.2.7.2 氮的矿化和硝化研究
• 1.2.7.3 土壤碳研究
• 1.2.7.4 土壤微生物
• 1.2.7.5 土壤酶
• 1.2.7.6 土壤物理性质
• 1.2.7.7 水土保持作用
• 1.2.7.8 枯落物
• 1.3 主要研究内容与特色
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究特色与创新
• 1.3.3 技术路线图
• 2 枯落物层持水特性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验区自然概况
• 2.1.2 研究方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 枯落物层的蓄积量与自然含水量
• 2.2.2 枯落物层持水性能
• 2.2.2.1 枯落物层持水量
• 2.2.2.2 枯落物层持水量与浸泡时间关系
• 2.2.2.3 枯落物层吸水速率与浸泡时间关系
• 2.2.3 枯落物层对降雨的拦蓄能力
• 2.3 讨论
• 3 土壤水源涵养功能变化
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验区自然概况
• 3.1.2 研究方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 土壤容重与孔隙状况
• 3.2.2 土壤持水性能
• 3.2.3 土壤排水能力
• 3.2.4 土壤渗透性能
• 3.2.5 土壤水源涵养功能相关分析
• 3.3 讨论
• 4 土壤自然含水率与养分含量季节动态
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验区自然概况
• 4.1.2 研究方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 土壤含水率季节变化
• 4.2.2 土壤有机质含量季节变化
• 4.2.3 土壤氮素含量季节变化
• 4.2.3.1 土壤全氮含量季节变化
• 4.2.3.2 土壤碱解氮含量季节变化
• 4.2.3.3 土壤铵态氮含量季节变化
• 4.2.3.4 土壤硝态氮含量季节变化
• 4.2.4 土壤全磷、速效磷含量季节变化
• 4.2.5 土壤全钾、速效钾含量季节变化
• 4.2.6 土壤有效硫含量季节变化
• 4.2.7 土壤碳／氮比季节变化
• 4.2.8 土壤养分含量与物理性质关系
• 4.3 讨论
• 5 土壤微生物季节变化
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验区自然概况
• 5.1.2 研究方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 土壤微生物生物量季节变化
• 5.2.1.1 土壤微生物量碳含量变化
• 5.2.1.2 土壤微生物量氮含量变化
• 5.2.1.3 土壤微生物生物量与土壤物理性质的关系
• 5.2.1.4 土壤微生物生物量与土壤养分含量的关系
• 5.2.2 土壤微生物数量季节变化
• 5.2.2.1 土壤微生物总数季节变化
• 5.2.2.2 土壤细菌数量季节变化
• 5.2.2.3 土壤真菌数量季节变化
• 5.2.2.4 土壤放线菌数量季节变化
• 5.2.2.5 土壤微生物数量与土壤物理性质的关系
• 5.2.2.6 土壤微生物数量与土壤养分含量的关系
• 5.2.2.7 土壤微生物数量与土壤微生物生物量的关系
• 5.3 讨论
• 6 土壤酶活性季节变化
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 试验区自然概况
• 6.1.2 研究方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 土壤蔗糖酶活性季节变化
• 6.2.2 土壤尿酶活性季节变化
• 6.2.3 土壤磷酸酶活性季节变化
• 6.2.4 土壤过氧化氢酶活性季节变化
• 6.2.5 土壤酶活性与土壤物理性质的关系
• 6.2.6 土壤酶活性与土壤养分含量的关系
• 6.2.7 土壤酶活性与土壤微生物生物量的关系
• 6.2.8 土壤酶活性与土壤微生物数量的关系
• 6.3 讨论
• 7 土壤碳库季节变化
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 试验区自然概况
• 7.1.2 研究方法
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 土壤不同形态碳素含量季节变化
• 7.2.1.1 土壤有机碳总量季节变化
• 7.2.1.2 土壤水溶性有机碳含量季节变化
• 7.2.1.3 土壤活性有机碳含量季节变化
• 7.2.1.4 土壤稳态碳含量季节变化
• 7.2.1.5 土壤微生物量碳季节变化
• 7.2.2 土壤碳库管理指数季节变化
• 7.2.2.1 土壤碳库指数季节变化
• 7.2.2.2 碳库活度
• 7.2.2.3 碳库活度指数
• 7.2.2.4 碳库管理指数
• 7.2.3 土壤碳库与土壤物理性质的关系
• 7.2.4 土壤碳库与土壤养分含量的关系
• 7.2.5 土壤碳库与土壤微生物的关系
• 7.2.6 土壤碳库与土壤酶活性的关系
• 7.3 讨论
• 8 土壤团粒结构的分形特征研究
• 8.1 材料与方法
• 8.1.1 试验区自然概况
• 8.1.2 研究方法
• 8.1.3 分形维数模型
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 土壤团粒结构分形特征
• 8.2.2 土壤团粒结构分维特征比较
• 8.2.3 分形维数与土壤物理性质的关系
• 8.2.4 分形维数与土壤养分的关系
• 8.2.5 分形维数与微生物数量的关系
• 8.2.6 分形维数与土壤酶活性的关系
• 8.2.7 土壤团聚体组成与理化性质的关系
• 8.3 讨论
• 9 土壤微团聚体分形特征研究
• 9.1 材料与方法
• 9.1.1 试验区自然概况
• 9.1.2 研究方法
• 9.1.3 分形维数模型
• 9.2 结果与分析
• 9.2.1 土壤微团聚体分形特征
• 9.2.2 土壤微团聚体分形特征比较
• 9.2.3 分形维数与土壤理化性质、微生物数量和酶活性的关系
• 9.2.4 土壤微团聚体组成与土壤养分的关系
• 9.3 讨论
• 10 枯落物对土壤肥力的影响
• 10.1 材料与方法
• 10.1.1 试验区自然概况
• 10.1.2 研究方法
• 10.2 结果与分析
• 10.2.1 枯落物对土壤有机碳矿化的影响
• 10.2.1.1 土壤有机碳矿化量
• 10.2.1.2 土壤有机碳矿化速率
• 10.2.2 枯落物对土壤微生物量的影响
• 10.2.2.1 土壤微生物量碳变化
• 10.2.2.2 土壤微生物量氮变化
• 10.2.2.3 枯落物对土壤代谢商的影响
• 10.2.2.4 土壤微生物生物量与有机碳矿化速率的关系
• 10.2.3 枯落物对土壤微生物数量的影响
• 10.2.3.1 土壤微生物总数变化
• 10.2.3.2 土壤细菌数量变化
• 10.2.3.3 土壤真菌数量变化
• 10.2.3.4 土壤放线菌数量变化
• 10.2.3.5 土壤微生物数量与有机碳矿化、代谢商的关系
• 10.2.3.6 土壤微生物数量与微生物生物量的关系
• 10.2.4 枯落物对土壤养分含量的影响
• 10.2.4.1 枯落物对碱解氮含量的影响
• 10.2.4.2 枯落物对铵态氮含量的影响
• 10.2.4.3 枯落物对硝态氮含量的影响
• 10.2.4.4 枯落物对总无机氮含量的影响
• 10.2.4.5 枯落物对速效磷含量的影响
• 10.2.4.6 枯落物对速效钾含量的影响
• 10.2.4.7 土壤养分含量与有机碳矿化、代谢商的关系
• 10.2.4.8 土壤养分含量与微生物生物量的关系
• 10.2.4.9 土壤养分含量与微生物数量的关系
• 10.2.5 枯落物对土壤氮矿化的影响
• 10.2.5.1 枯落物对土壤氨化速率的影响
• 10.2.5.2 枯落物对土壤硝化速率的影响
• 10.2.5.3 枯落物对土壤氮净矿化速率的影响
• 10.2.5.4 土壤氮矿化与有机碳矿化、代谢商的关系
• 10.2.5.5 土壤氮矿化与微生物生物量、微生物数量的关系
• 10.3 讨论
• 11 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢