疏伐强度对马尾松人工林土壤氮素转化及其养分循环影响

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1、南昌大学硕士学位论文疏伐强度对马尾松人工林土壤氮素转化及其养分循环的影响姓名：任文申请学位级别：硕士专业：植物学指导教师：陈伏生20120608摘要土壤氮供应是影响树木生长和发育的主要因素，也是影响陆地生态系统生产力的关键因子。土壤中氮绝大部分以有机态的形式存在，通常需要经过矿化过程转化为无机态的氮(铵态氮和硝态氮)才能被植物所吸收利用。疏伐是林业生产中一种重要的经营方式，合理的疏伐能够改善林分结构及环境条件，从而加速氮素及其养分循环。本文以丘陵红壤区马尾松(PinusmassonianaLamb)人

2、工林为研究对象，采用PVC顶盖埋管法、离子交换树脂袋法等方法对不同疏伐强度(对照3750株·hm～，高强度保留900株·hm。2，中强度保留1500株·hm～，低强度保留2400株·hm。2)的林分土壤氮素转化及其养分循环进行研究，以期为人工林的经营管理提供参考。主要结果如下：(1)对不同疏伐强度人工林林下植被调查，结果发现中强度疏伐的物种丰富度、低强度疏伐的Shannon．Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数更大，表明适度的疏伐有利于提高马尾松人工林林下植物的多样性。(2)连续定位监测和原

3、位培养试验结果表明，铵态氮含量和氨化速率均表现为荒山灌丛地较高，未疏伐林地(对照)次之，不同疏伐强度林地较低(尸低强度疏伐>对照>荒山灌丛；说明适当强度疏伐有助于加快土壤的硝化过程，提高土壤氮的矿化速率，但也易导致硝态氮的淋溶而引发地下水污染等问题。(3)四个季度的离子交换树脂袋原位估测结果表明，土壤相对氨化速率的大小为中疏伐强度>高疏伐强度>对照>低疏伐强度>荒山灌丛；相对硝化速率大小顺序为中疏伐强度>低疏伐强度>高疏伐强度>对照>荒山灌

4、丛；进一步表明适度疏伐有利于林地矿质氮的积累，但皆伐可能会导致土壤矿质氮的流失，引发地下水污染。(4)土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶的活性对疏伐强度响应敏感性不一致；土壤脲酶活性在不同疏伐强度之间的差异最为显著，可以用于指示林分疏伐后土壤质量的演变。(5)不同疏伐强度新鲜针叶及凋落叶总氮含量为高强度疏伐>对照>低强度疏伐。新鲜针叶全氮、全磷含量一个生长周期的变化趋势为先升高再降低，Il摘要夏季最高。不同疏伐强度新鲜针叶N／P大小为高强度疏伐>中强度疏伐>对照>低强度疏伐，凋落叶N

5、／P也是高强度疏伐林地最高。高强度疏伐的凋落叶C／N最低，而高强度疏伐下土壤净氮矿化速率最大，表明土壤N矿化速率与凋落物C／N存在一定的负相关关系。综上所述，中高强度(保留900～1500株·hm。2)的疏伐对丘陵红壤区19年生马尾松人工林的氮素转化与养分循环有促进作用，但鉴于过高强度的疏伐易导致养分流失和环境污染，建议在林业经营管理实践中推广中强度(保留900株·hm‘2左右)的疏伐作业。且里关键词：马尾松；疏伐强度；矿质氮；氮素矿化；土壤酶活性；叶养分含IIIABSTRACTSoilnitroge

6、n(N)availabilityisanimportantfactortolimitplantgrowthandthekeyfactortoinfluenceecosystemproductivity．MostNinsoilexistsintheformoforganicN，andcannotbedirectlyabsorbedbyplantsbeforeitwastransformedtoinorganicN(NH4十一NandN03一-N)bysoilmicrobes．Thinningiscons

7、ideredasanmainpracticeofforestrymanagement，whichisgenerallyhelpfultoimprovethestandstmdmeandenvironmentalcondition．thereforetoincreasesoilNandnutrientcycling．Thisstudy,weselectedPinusmassonianaplantationsofdifferentthinningintensities-control(3750tree／h

8、m2)，lowthinningintensity(LTI，2400tree／hI∥)，middlethinningintensity(MTI，1500tree／hm2)andhighthinningintensity(HTI，900tree／hm2)一tostudysoilNtransformationandnutrientcyclingusingclosed-topPVCtubeincubationandion-exchangeresinbagsmet