鋁脅迫對不同類型杉木人工林土壤微生態(tài)的影響.pdf

1、杉木是我國南方最重要的造林樹種之一，長期的林業(yè)生產(chǎn)實驗表明，連栽導(dǎo)致地力衰退，生產(chǎn)力下降，而且這種生產(chǎn)力下降現(xiàn)象隨著杉木連栽次數(shù)的增加越加明顯，杉木連栽障礙已成為阻礙南方林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。許多學(xué)者從杉木的生物學(xué)特性、栽培制度及自毒作用等角度對杉木人工林地力衰退的機理進(jìn)行探討，并取得了較為豐碩的研究成果。隨著全球酸化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，鋁毒害造成的森林衰退已引起全球生態(tài)學(xué)家的密切關(guān)注。我國南方土壤為富鐵鋁化的酸性土壤，在全球環(huán)境惡

2、化的綜合作用下，杉木人工林的鋁毒害已成為限制杉木人工林可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。本論文通過外源鋁脅迫及模擬生物培養(yǎng)的方法，以杉木一代林、杉木二代林及闊葉林土壤為培養(yǎng)基質(zhì)，通過測定鋁脅迫下不同林分類型杉木幼苗根際與非根際土壤pH、微生物區(qū)系及關(guān)鍵酶活性的動態(tài)變化，并結(jié)合方差分析和多重比較，從而對鋁脅迫下不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤微生態(tài)環(huán)境進(jìn)行研究，研究結(jié)果對揭示不同林分類型土壤pH值及生物學(xué)特性對鋁脅迫的應(yīng)答機制，實現(xiàn)杉木人工林

3、林地可持續(xù)經(jīng)營奠定理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明：
　　 1．鋁脅迫均會導(dǎo)致不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤pH值下降；且隨著鋁脅迫濃度的升高，不同林分類型根際及非根際土壤pH值下降幅度越大。活性鋁對土壤的致酸作用主要發(fā)生在脅迫前期；而在脅迫中期和脅迫后期，被酸化的土壤pH逐漸回升，隨著脅迫時間的延長，各處理間pH差異逐漸減小。不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤在同等鋁濃度作用下pH降幅大小順序為二代林>一代林>闊葉林，表明闊葉林

4、對鋁脅迫引起的土壤酸化的緩解作用大于一代林和二代林。
　　 2．隨著活性鋁脅迫濃度的增加，不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤細(xì)菌數(shù)量均表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢，說明適當(dāng)濃度的鋁能夠促進(jìn)細(xì)菌數(shù)量的增加，而隨著濃度的增加這種促進(jìn)作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐种谱饔?，且隨著脅迫時間的延長，抑制作用強度減弱；就根際及非根際土壤細(xì)菌數(shù)量差異而言，根際土壤的細(xì)菌數(shù)量普遍較非根際多；3種林分類型間的差異相比，闊葉林受到的抑制作用最小，說明闊葉林細(xì)菌在外界鋁脅

5、迫作用下的緩沖能力最好。
　　 3．隨著活性鋁含量的增加，不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤放線菌的數(shù)量表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢，說明適當(dāng)濃度的鋁能夠促進(jìn)放線菌數(shù)量的增加，而隨著濃度的增加這種促進(jìn)作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐种谱饔?，且隨著時間的延長，抑制作用強度增加且低濃度鋁對放線菌數(shù)量的促進(jìn)作用小于細(xì)菌，即放線菌對鋁毒的忍耐能力小于細(xì)菌。
　　 4．隨著土壤活性鋁含量的增加，不同林分類型杉木幼苗根際及非根際土壤真菌數(shù)量呈增加的趨勢，

6、且隨鋁脅迫濃度增加其真菌呈梯度遞增趨勢，脅迫后期的增加幅度高于脅迫前期和脅迫中期；3種林分類型相比，真菌增加幅度大小關(guān)系為二代林>一代林>闊葉林，根際的增幅也較非根際大。
　　 5．土壤脲酶在低濃度活性鋁作用下活性升高，高濃度活性鋁作用下其活性呈下降趨勢。杉木一代林、二代林及闊葉林相比，土壤脲酶活性的降低幅度大小順序為闊葉林>一代林>二代林。且由于根際效應(yīng)的影響，使根際脲酶活性降低幅度小于非根際。
　　 6．隨著活性鋁含

7、量的增加，土壤蔗糖酶活性呈降低的趨勢，且中期的降低幅度大于前期和后期，非根際土壤活性降低的幅度高于根際土壤。3種林分類型降低幅度大小關(guān)系為二代林>一代林>闊葉林。
　　 7．隨著活性鋁含量的增加及脅迫時間的延長，土壤過氧化氫酶活性表現(xiàn)為先增加后減小的趨勢，說明在一定的脅迫時間內(nèi)適當(dāng)鋁濃度處理能夠促進(jìn)過氧化氫酶活性的升高，而隨著濃度的增加及脅迫時間的延長，這種促進(jìn)作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐种谱饔?，且前期抑制強度最大，后期抑制作用強度減小。3種林