论文部分内容阅读
华北土石山区是我国林业生态建设的重点区域,是华北平原的重要生态屏障,水上流失、土地退化等问题成为困扰该区可持续发展的重要问题。本文主要采用相关性分析、主成分分析和逐步回归法对华北土石山区10年生刺槐林地(R.pseudoacacia 10 a,RP10)和43年生刺槐林地(R.pseudoacacia43 a,RP43)土壤化学性质、微生物数量、微生物量碳、氮、酶活及微生物群落结构的动态变化及其与天然林撂荒地(Abandoned cropland,AC)和农田(Farm Land,FL)的差异进行了系统研究,旨在揭示不同植被恢复模式对土壤生物学特性及群落种群结构的影响,为制定合理有效的保持水土、减少土壤侵蚀的管理措施提供重要的理论依据。研究结果表明:(1)各样地土壤化学性质、微生物数量、微生物量碳、氮与所测常规酶活(过氧化氢酶除外)垂直性变化规律明显,均随土壤层次的加深而急剧下降,且季节变化差异显著,其中RP43土壤腐殖质层(0-5 cm)所测各指标含量远高于RP10;各样地微生物量碳氮比季节均值山高到低依次为FL>AC>RP43>RP10;FL、AC、RP10和RP43土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21、5.44、3.55和2.26%,其中,10 a、43 a刺槐微生物量氮对全氮的贡献率分别是FL的2.93和1.86倍,且RP10、RP43土壤中全氮的含量分别是FL的1.04和1.48倍,充分证明了刺槐在提高土壤氮素含量方面的一个得天独厚的巨大优势;(2)DGGE图谱相似性和聚类分析发现,退耕还林后选择不同的植被恢复方式对细菌和真菌群落结构影响均较大。将获得的序列通过BLAST比对和系统进化树分析后,大致可分为8个细菌属,以酸杆菌门-杆菌属(Acidobacteria 和a-变形菌纲-杆菌属(Alphaproteobacteria)为优势属;15个真菌属,以伞菌属(Agaricus),旋孢腔属(Cochliobolus),镰孢属(Fusariium)和子囊菌纲(Ascomycota)为优势属:(3)相关性分析结果表明,全氮、有机质、速效钾含量与微生物数量、微生物量碳氮之间相关性最好;各种酶活与速效钾、速效磷之间相关性最好。逐步回归分析发现,影响土壤所测酶活的主要化学性质为铵态氮和速效磷,随着土壤中铵态氮和速效磷的增加,所测酶活活性相应增加。通过对各植被恢复模式的土壤化学性质、微生物数量和微生物量碳、氮进行主成分分析,发现微生物数量和微生物量碳、氮可以用来反映各样地土壤肥力状况,进而得出各样地综合肥力排序结果为:RP43>AC>RP10>FL,和所测酶活活性顺序基本相符,说明该区植被恢复时间越长,土壤肥力越高。总体而言,在退耕还林区种植刺槐不仅可以产生巨大的经济效益,而且可以快速的培肥地力,特别是在提高土壤氮素含量方面。