【doc】天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响

【doc】天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响 天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地 土壤肥力的影响 第30卷第4期 2008年8月 江西农业大学 ActaAgrieulturaeUniversitafisJiangxiensis Vo1.30,No.4 Aug.,2008 文章编号:1000—2286(2008)00-0689一o4 天日山国家级自然保护区 毛竹扩张对林地土壤肥力的影响 吴家森,姜培坤,王祖良 (1.浙江林学院林业与生物技术学院,浙江临安311300;2.浙江天目山国家级自然保护区管理局,浙江临安311311) 摘要:为了解天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响,在毛竹扩张水平方向上设置毛竹纯 林,竹一针一阔混交林,针阔混交林3种林分样地,分别采集土壤,对其理化性质进行 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 .结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,随着毛 竹扩张.林地表层土壤水解氮含量明显提高,有效磷和速效钾含量显着降低,但对土壤pH值,全氮,全磷含量 影响不大;土壤水溶性碳,微生物最碳,矿化态碳均随着毛竹的扩张,其含量不断增加,与针一阔混交林相比,分 别增加了50.3%,36.5%和66.1%,且扩张的不同阶段均存在显着性差异;各活性有机碳占总有机碳的百分率 也随着毛竹的扩张而增大. 关键词:毛竹扩张;土壤肥力;土壤活性碳;天目山国家级自然区 中图分类号:$795;$714.6文献标识码:A TheEffectsofPllostachyspubescensExpansionon SoilFertilityinNationalNatureReserveofMountTianmu WUJia—sen,JIANGPei—kunh,WANGZu—liang (1.SchoolofForestryandBio— technology,ZhejiangForestryCollege,Lin'an311300,China;2.Manage- mentOfficeofNationalNatureReserveofMountTianmu,Lin'an311311,China) Abstract:InordertoundemtandtheeffectsofPhyl~stachyspubescensexpansiononsoilfertilityinNa. tionalNatureReserveofMountTianmu,physicalandchemicalanalysesonthesoilsunderbambooforestry, bamboo—deciduous—conifermixedforestanddeciduous— conifermixedforestwereconducted.Theresult showedthat,alongwithPhyllostachyspubescensexpansion,thecontentofsoilhydrolyticNwasobviouslyin. creased,thecontentsofavailablePandquick— actingKwasobviouslydecreased,butithadnotsignificant effectonsoilpH,fullNandfullP.Soilwater— solubleorganiccarbon(WSOC),microbialbiomasscarbon (MBC),microbialrespirationcarbon(MRC)andproportionoforganiccarbon(OC)presentedinsoillabile organiccarbonweresignificanlyincreasedwiththePhyllostachyspubescensexpansion,comparedwiththesoil underdeciduous— conifermixedforest,thecontentofWSOC,MBCandMRCwereincre~dby50.3%,35.5% and66.1%.respectively. Keywords:Phyllostachyspubescensexpansion;soilfertility;soillabileorganiccarbon;NationalNature ReserveofMountTianml】 天目山国家级自然保护区的主要保护对象是中亚热带北缘至北亚热带过渡地带 原始植被和珍稀濒 危动植物物种….但是,自然保护区内的毛竹(P^pubescens)林面积正在逐年扩大,并蚕食着周围 收稿日期:2008—01—08 基金项目:浙江省科学技术厅优先主题资助项目(2007C13001) 作者简介:吴家森(1972一),男,高级实验师,从事植物生理生态学研究,E—mail:jswu@zjfc.edu.cn;通讯作耆:姜 培坤,教授,E—mail:jiangpeikun@zjfc.edu.cn. ? 690?江西农业大学第3O卷 原始植被,很大程度上破坏了该区域的生物多样性及珍稀濒危物种的保护.据研究,天目山国家级 自然保护区内毛竹林扩张迅速,1985年~2003年毛竹林总面积增加了8O.53hm,增加了近34倍,平均 增长4.47hm/a.为了解毛竹扩张对天目山国家级自然保护区林地土壤肥力的影响,沿毛竹水平扩张 方向,分别就毛竹林,竹一针一阔过渡区及针一阔混交林林内设置样地,进行土壤调查并采样分析,旨在 探讨自然条件下毛竹纯林向针阔混交林扩张过程中土壤肥力的变化,为毛竹林扩张的生态学理论提供 基础. 1研究区概况 天目山国家级自然保护区现有面积为4284hm,其中国有林部分1018hm,集体林部分 3266hm.研究区域集中在该自然保护区国有林部分,该区域位于3O.183O"一3O.2137"N,119o24 11"一119.2711"E.该区属亚热带季风气候,年平均气温为8.9—15.8?,最冷月气温为2.6—3.4?, 极端最低气温一20.2?,最热月气温19.9—28.1?,?10?积温2500—5100?,无霜期209— 235d;年降水量1390—1870mm,相对湿度76%一81%,年太阳总辐射3770—4460MJ/m.土壤为 红壤,黄壤,黄红壤或棕黄壤,呈酸性,pH值4.7—6.0.保护区内有高等植物2160余种,其中以"天 目"命名的有37种,国家保护植物35种;有高等动物2274种,昆虫2000余种,其中国家一,二级保护 动物34种,以"天目"命名的动物48种,是名符其实的基因库. 本研究毛竹扩张过程中3种林分的基本情况如下: 毛竹林:乔木层为毛竹,郁闭度0.9.林下灌木稀少,偶有南天竹(Nandinadomestica), 紫珠(Calli- carpajaponica),豆腐柴(Basellarubra),菝葜(Smilaxchina)等.草本层有麦冬(Ophiopogonjaponicus), 鳞毛蕨(Dryopterissubatrata),贯众(Dryopteriscrassirhizoma)o 竹一针一阔混交林(过渡区):该林分由于毛竹的扩张,引起部分针一阔叶树死亡.主要的乔木树 种有柳杉(Cryptomeriafortunei),枫香(Liquidambarformosana),苦楝(Meliaazedarach) 等,毛竹占整个林 分50%,郁闭度0.8.林下灌木较丰富,盖度30%,主要有南天竹,豆腐柴,菝葜,油茶(Camelliao~ff- era),山胡椒(Linderaglauca),马银花(Rhodoendronovatum),箬竹(Indocalamustessellatus)等.草本层, 盖度20%,主要种类有麦冬,鳞毛蕨,贯众,珍珠梅(Sorbariasorbifolia),心叶堇菜(Violaconcordifolia)等. 针一阔混交林:该林分乔木树种有柳杉,枫香,苦楝,马尾松(Pinusmassoniana)等,郁闭度0.8.林 下灌木较丰富,盖度40%,主要有南天竹,豆腐柴,菝葜,油茶,山胡椒,马银花,箬竹,圆叶鼠李(Rhamnus globosa),茶(Callelliasinensls),大青(Clerodendroncyrtophyllum)等.草本层,盖度20%,主要种类有麦 冬,鳞毛蕨,贯众,珍珠梅,,C,ut堇菜,落新妇(Astilbechinensis),卷柏(Selaginellatamariscina),蛇床( iummonnieri)等o 2研究方法 2.1调查及采样方法 在毛竹扩张水平方向上利用罗盘仪依次设置20m×20m的毛竹林,竹一针一阔混 ), 交林(过渡区 针一阔混交林样地各6个,离样地4个角各1m处及样地中间位置采集0—20am土壤样品,所有土壤 样品质量约为1kg左右.采后及时送回实验室进行预处理. 2.2分析方法 土壤样品带回室内过2mm钢筛后分成2份,1份鲜样供土壤水溶性碳,矿化态碳和微生物量碳测 定用,另1份风干后用于测定土壤总有机碳及土壤养分含量.分析方法如下:土壤水溶性碳(WSOC)采 用25?蒸馏水浸提,振荡浸提时间30min,水土质量比为2:1,浸提液用0.45滤膜抽滤后,在岛津 TOC—VcpH有机碳分析仪上测定滤液的水溶性碳含量.采用氯仿熏蒸法测定微生物量碳(MBC),土 壤熏蒸后用0.5mol/L的K:SO.提取,也在有机碳分析仪上测定滤液碳含量.采用碱吸收法测定矿化 态碳(MaC),即用砂布包2Og鲜土悬于20mLNaOH的广口瓶中,浓度为0.05moVL,用蜡封口后置于 25?培养箱中,同时做对比试验.培养7d后,用标准酸滴定,计算微生物总共呼吸的CO:碳量即矿化 态碳量.土壤总有机碳(OC)采用重铬酸钾外加热法.土壤养分含量测定参照鲁如坤方法进行. 第4期吴家森等:天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响?691? 3结果与分析 3.1毛竹扩张对林地表层土壤基本理化性质的影响 毛竹扩张对天目山国家级自然保护区内林地表层土壤产生了一定的影响,结果如表1所示.从表 1可知,随着毛竹的扩张,表层土壤pH值略有升高,全氮含量有所升高,全磷含量稍有下降,但它们之间 的差异性未达到显着水平.土壤中全氮,全磷含量主要由成土母岩决定,毛竹的扩张对其影响不大.林 地表层土壤有效养分的含量由于毛竹的扩张而改变,水解氮含量随着毛竹的扩张而增大,含量增加了 11.9%.本研究与黄庆丰等[4】研究结果相似,毛竹林能很好地促进土壤全N,P及水解N含量的不断增 加,改善土壤养分状况,提高土壤肥力.表层土壤有效磷和速效钾含量则随着毛竹的扩张而减少,其含 量分别下降了21.7%,29.4%,差异性达显着水平.不同植物对养分的选择性吸收,从而引起林地土壤 养分的差异,毛竹植株积累的钾素明显高于其它元素J,这样势必从土壤中吸收更多钾素,随着毛竹的 扩张,林地土壤速效钾含量明显下降.本研究表明随着毛竹的扩张,土壤中有效P含量明显下降,这与 蔡跃台的研究结果马尾松林能提高土壤有效P的含量是相符的. 表1毛竹扩张过程中土壤养分含量 Tab.1ThecontentofsounutrientunderPhyllostachyspubescensexpansion 注:表内不l司早母表不显着差异(尸<0.05)o 3.2毛竹扩张对林地表层土壤有机碳的影响 森林土壤总有机碳含量主要决定于植被每年的归还量和分解速率,归还量大,分解速率缓慢会造成 土壤积累较多有机碳.毛竹扩张过程中总有机碳含量略有下降,但随着毛竹纯林的 形成,土壤总有机碳 含量又上升,它们之间存在着显着差异(表2).这主要是由于毛竹特有的地下鞭系统生物量大,分布较 浅,并每年都有老鞭死亡,腐烂,从而补充了土壤碳库,使表层土壤总有机碳含量增加】. 水溶性有机碳是土壤活性有机质的一部分,一般只占土壤总有机碳的极少部分,但其活动大,易移 动,容易被土壤微生物分解,是土壤养分及微生物活动的有效物源和碳源,在提供土壤养分方面起着重 要的作用.森林土壤水溶性有机碳主要来源于枯枝落叶,根系分泌物和土壤有机质,水溶性有机碳 与土壤总有机碳常处于动态平衡中,可以在一定条件下相互转化[9.1...所以土壤总有机碳高的土壤,水 溶性有机碳含量也常常较高.随着毛竹扩张,土壤水溶性有机碳含量明显升高,与针一阔混交林相比, 净增加了50.3%. 微生物量碳是土壤有机质中最活跃的和最易变化的部分,是土壤中易被植物利用的养分库及有机 物分解和N矿化的动力,与土壤中的C,N,P,S等养分循环密切相关,微生物量碳的高低是衡量土壤生 物肥力的重要指标.地上植被类型被认为是影响土壤微生物活动的重要因子H?.研究表明,土壤微生 物量碳含量常与土壤总有机碳含量关系密切,并往往是呈现显着正相关口.研究结果显示,毛竹的扩 张使土壤微生物量碳增加,从针一阔混交林的547.55mg/kg,提高到747.54mg/kg,净增加36.5%.且 差异性达显着水平.朱志建等H研究结果表明,毛竹林土壤微生物量碳低于阔叶林与针叶林,与本研 究结果不一致,这是由于本研究毛竹林处于保护区内,林分未受人为干扰,保持自 然状态有关. 土壤矿化态碳代表了土壤微生物呼吸量,又是土壤生物学活性的综合体现.随着针阔混交林被毛 竹取代,表层土壤矿态碳也随着增加,净增加66.1%,且扩张的不同阶段之间的差异性达显着水平. 3.3毛竹扩张对林地土壤活性碳占总有机碳百分率比较 活性碳占土壤总有机碳的百分率比活性碳的绝对含量更能体现土壤碳库的状况.由于土壤活性碳 常与土壤总有机碳含量有较好相关性,因而采用活性碳占总有机碳百分率指标可以消除土壤总有机碳 ? 692?江西农业大学第30卷 含量差异对活性碳的影响.从表3可知,WSOC/OC,MBC/OC和MC/OC的百分率,随着毛竹的扩张,其 值均不断上升,且扩张过程中表层土壤各活性有机碳占总有机碳的百分率均存在显着差异. 表2毛竹扩张过程中表层土壤不同形态碳含量 Tab.2ThecontentofdifferentformcarbonunderPhyllostachyspubescensexpansion 注:表内不同字母表示显着差异(P<0.05). 表3毛竹扩张过程中表层土壤活性碳占总有机碳比率 Tab.3ProportionofOCpresentedinsoillabileorganiccarbonunderPhyllostachyspubescen sexpansion% 注:表内不同字母表不显着差异(P<0.05). 4结论 毛竹扩张对天目山国家级自然保护区内林地表层土壤的基本理化性质产生了影响.随着毛竹的扩 张,表层土壤pH值略有升高,全氮含量有升提高,全磷含量稍有下降,它们之间的差异性不显着;表层 土壤水解氮含量随着毛竹的扩张而增大,增加了l1.9%,而有效磷和速效钾含量则随着毛竹的扩张而 减少,其含量分别下降了21.7%和29.4%,差异性达显着水平. 毛竹扩张改变了林地土壤有机碳的含量.随着毛竹的扩张总有机碳含量略有下降,但毛竹纯林的 形成,土壤总有机碳含量又上升,它们之间存在着显着差异;土壤中水溶性有机碳,微生物量碳,矿化态 碳均随着毛竹的扩张其含量显着提高,与针一阔混交林相比,分别净增加了50.3%,36.5%,66.1%. 各活性有机碳占总有机碳的比例也随着毛竹的扩张而升高. 参考文献: [1]天日山自然保护区管理局.保护区自然资源综合考察报告[M].杭州,浙江科学技术出版社,1990. 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