炼山和遮阳网覆盖对马尾松人工林土壤碳氮磷动态的影响

摘要

炼山是森林管理的一种常见营林方式，是目前清理采伐迹地简单、迅速且经济有效的手段之一，在造林时得到了广泛应用，在烧毁采伐残留物和地上植被物的同时，还会引起水土和养分流失，进而影响林木的生长。遮阳网覆盖是否改善炼山营林过程对土壤生态过程的负面影响？尚不清楚。因此，为了了解遮阳网处理对炼山后土壤生态过程的影响，采用立地控制实验，对比研究了遮光率为100％遮阳网覆盖(SC1)和遮光率为85％的遮阳网覆盖(SC0.85)处理对炼山与不炼山的新造马尾松幼林土壤碳氮磷动态的影响，以期为长江上游马尾松人工林的可持续经营与管理提供一定的科学依据。研究结果如下:
　　(1)遮阳网覆盖明显增加了炼山和覆盖60 d土壤有机碳含量，覆盖60 d，SC1炼山土壤有机碳显著低于不炼山迹地，炼山和覆盖150 d，SC1和SC0.850-30 cm土层有机碳含量显著增加79％-139％和106％-172％。相对于炼山，不炼山和覆盖300 d，SC1对0-30 cm土层有机碳显著提高31％-53％，480 d时SC1和SC0.85对0-30 cm土层有机碳分别增加了24％-28％和24％-26％。在炼山和覆盖60 d，SC1和SC0.85对0-30 cm微生物生物量碳含量分别增加了45％-78％和17％-29％，不炼山和覆盖处理60 d和150 d SC1仅对15-30 cm土层微生物生物量碳含量显著高40％和85％。炼山和覆盖150 d，除了SC115-30 cm土层外，SC1和SC0.85对0-15cm土层土壤微生物生物量碳比例显著降低74％-137％和77％-152％，不炼山和覆盖150 d，SC1和SC0.85对0-15 cm土壤微生物生物量碳比例分别显著降低32％-33％和22％-44％。
　　(2)炼山表现出降低土壤全氮含量的趋势，但能显著增加覆盖60 d和150 d铵态氮和硝态氮的含量。遮阳网覆盖可以一定程度上改善炼山对土壤全氮含量的减小趋势，且明显增加炼山环境下土壤铵态氮和硝态氮含量，在炼山和覆盖60 d和150 d内保肥作用明显。相对于SC1，SC0.85可以更为有效地促进土壤矿质氮的增加。炼山显著降低了炼山和覆盖60 d、150 d和300 d土壤微生物生物量氮含量，分别降低了21％-63％、63％-108％、52％-97％。遮阳网覆盖可以明显增加炼山和不炼山环境下土壤微生物生物量氮含量，但并不能完全改变炼山对土壤微生物生物量的负面效应。较之SC1，SC0.85更有效地促进了土壤微生物生物量氮的增加，可能更为有效地促进土壤微生物群落的恢复。
　　(3)炼山显著降低了覆盖60 d、300 d和480 d土壤全磷和有效磷的含量，在炼山和覆盖60 d、150 d、300 d和480 d，SC1和SC0.85对炼山迹地全磷含量无显著作用，不炼山和覆盖60 d，SC1显著提高了全磷的含量72％-156％，在不炼山和覆盖150 d SC1和SC0.85显著降低了5-15 cm土层全磷的含量45％和33％;不炼山和覆盖300 d SC1和SC0.85分别能显著提高不炼山迹地有效磷50％-113％和42％-180％。炼山表现出降低土壤磷素活化系数，覆盖150 d，SC0.85显著降低了炼山迹地0-5 cm和15-30 cm土层的土壤磷活度值为52％和88％。SC1对不炼山迹地15-30 cm土层土壤磷活度显著降低83％。
　　(4)炼山对土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比无显著影响，炼山和覆盖150 d，SC1和SC0.85显著提高了0-30 cm土壤碳氮比，即值分别提高27％-165％和37％-148％，不炼山和覆盖480 d，SC1和SC0.85均显著提高了0-30 cm土壤碳氮比值为17％-36％和21％-42％。SC0.85在覆盖60 d、150 d和300d对炼山迹地0-30cm碳磷比作用显著，而SC1和SC0.85在覆盖150d和480 d对不炼山迹地0-30 cm碳磷比作用显著。SC0.85在覆盖60 d对炼山迹地0-15 cm氮磷比显著提高49％-53％。尽管这些结果出现的过程及具体的机制还需要进一步的深入研究，但为区域马尾松及相似人工林的营林提供了新的思路和一定的理论基础。

目录

论文说明

声明

摘要

前言

1 文献综述

1．1 炼山对人工林营造的作用

1．2 炼山对土壤碳氮磷的影响

1．2．1 炼山对土壤碳的影响

1．2．2 炼山对土壤氮的影响

1．2．3 炼山对土壤磷的影响

1．3 遮阳网覆盖的应用

1．4 马尾松的分布及地位

1．5 研究目的和意义

2 研究材料和方法

2．1 研究内容

2．2 研究区域概况

2．3 研究方法

2．3．1 样地设置

2．3．2 动态取样

2．3．3 试验方法

2．4 数据处理和统计分析

3 结果与分析

3．1 土壤碳动态

3．1．1 土壤有机碳动态

3．1．2 土壤微生物生物量碳动态

3．1．3 土壤微生物生物量碳／有机碳动态

3．2 土壤氮动态

3．2．1 土壤全氮动态

3．2．2 土壤铵态氮含量动态

3．2．3 土壤硝态氮动态

3．2．4 土壤矿质氮动态

3．2．5 土壤微生物生物量氮动态

3．3 土壤磷动态

3．3．1 土壤全磷动态

3．3．2 土壤有效磷动态

3．3．3 土壤磷素活化系数动态

3．4 土壤碳氮磷格局的动态

3．4．1 土壤有机碳／全氮动态

3．4．2 土壤有机碳／全磷动态

3．4．3 土壤全氮／全磷动态

4 讨论

4．1 炼山和遮阳网覆盖对土壤碳动态的影响

4．2 炼山和遮阳网覆盖对土壤氮动态的影响

4．3 炼山和遮阳网覆盖对土壤磷动态的影响

4．4 炼山和遮阳网覆盖对土壤碳氮磷动态格局的影响

4．4．1 炼山和遮阳网覆盖对土壤碳／氮动态格局的影响

4．4．2 炼山和遮阳网覆盖对土壤碳／磷动态格局的影响

4．4．3 炼山和遮阳网覆盖对土壤氮／磷动态格局的影响

5 结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢