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季节性冻融对亚高山森林土壤酶活性的影响

作　者: 余胜
导　师: 杨万勤；吴福忠
学　校: 四川农业大学
专　业: 森林培育
关键词: 季节性冻融土壤酶活性亚高山森林土壤有机层
分类号: S714
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

季节性冻融是全球中高纬度和高海拔地区普遍存在的自然现象。受季节性雪被和冻融循环影响明显的区域生态系统过程明显存在四个关键时期(土壤冻融期、土壤冻结期、土壤融冻期和生长季节),但已有的研究更加关注生长季节内发生的生态学过程。作为土壤生物化学过程的积极参与者和生态系统的重要组成部分,土壤酶在很大程度上控制着森林生态系统的生物元素循环,但已有的研究更加关注生长季节矿质土壤层的酶活性动态,而有关非生长季节内3个关键时期的土壤酶活性动态以及土壤有机层的酶活性动态研究还相当少见,这制约了我们对高寒生态系统过程的理解。地处青藏高原东缘和长江上游地区的川西亚高山和高山森林在生物多样性保育、水源涵养、水土保持、指示全球气候变化等方面具有十分重要且不可替代的作用和地位,也是受季节性雪被和冻融循环影响十分明显的中纬度高海拔地区。因此,本研究以川西亚高山和高山地区分布面积最大和范围最广的原始冷杉林(Abies faxoniana)、针阔混交林(A. faxoniana, Betula albosinensis)和次生冷杉林为研究对象,通过动态取样、室内实验测试和分析相结合,同步研究了四个关键时期,土壤有机层和矿质土壤层中与C、N、P循环相关的转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性动态。研究结果表明：3个森林群落土壤有机层水解酶和氧化还原酶活性均显著高于矿质土壤层相应的酶活性。在受冻融循环影响频繁的初冻期和融冻期,各种水解酶和氧化还原酶活性均发生显著变化,并且土壤有机层比矿质土壤层更加敏感,而在土壤深冻期,均无显著变化。3个森林群落土壤有机层中转化酶活性在初冻期、融冻期后期、生长季节初期和生长季节末期均显著降低,在融冻初期和生长季节中期均显著升高,在冻结期变化不显著。矿质土壤层中转化酶活性在融冻初期和生长季节均显著升高,在融冻期后期均显著降低,在冻结期无显著变化。3个森林群落土壤有机层中脲酶活性在初冻期、融冻初期和融冻后期均显著升高,在融冻中期均显著降低,在冻结期均无显著变化。矿质土壤层中脲酶活性在融冻初期和融冻末期均显著升高,在融冻中期和生长季节初期均显著降低,在冻结期均无显著变化。3个森林群落土壤有机层中酸性磷酸酶活性在初冻期、融冻初期、融冻末期和生长季节初期均显著升高,在融冻中期和生长季节后期均显著降低,在冻结期无显著变化。矿质土壤层中酸性磷酸酶活性在初冻期、融冻初期和生长季节初期均显著升高,在融冻中期均显著降低,在冻结期均无显著变化。3个森林群落土壤有机层中中性磷酸酶活性在初冻期、融冻中期和融冻末期均显著升高,在融冻初期和融冻后期均显著降低,在冻结期均无显著变化。矿质土壤层中中性磷酸酶活性在初冻期显著升高,在融冻初期和融冻中期均显著降低,在冻结期均无显著变化。3个森林群落土壤有机层和矿质土壤层中碱性磷酸酶活性在融冻初期和生长季节初期均显著升高,在融冻中期和生长季节后期均显著降低,在冻结期均无显著变化。3个森林群落土壤有机层中过氧化物酶活性在初冻期和生长季节期均显著降低,在融冻初期和融冻后期均显著升高,在冻结期无显著变化。矿质土壤层中氧化物酶活性在初冻期、融冻中期和生长季节期均显著降低,在融冻初期和融冻末期均显著升高,在冻结期无显著变化。3个森林群落土壤有机层中过氧化氢酶活性在初冻期、融冻初期、融冻后期和生长季节前期均显著升高,在融冻中期和生长季节后期均显著降低,在冻结期无显著变化。矿质土壤层中氧化氢酶活性在初冻期和融冻初期均显著升高,在融冻中期显著降低,在冻结期无显著变化。3个森林群落土壤有机层中脱氢酶活性在初冻期、融冻中期、融冻末期和生长季节后期均显著降低,在融冻初期和生长季节初期均显著升高,在冻结期无显著变化。矿质土壤层中脱氢酶活性在初冻期均显著降低,在融冻初期均显著升高,在冻结期无显著变化。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
前言  13-14
第1章文献综述  14-23
  1.1 土壤酶及其重要生态功能  14-17
  1.2 季节性冻融对土壤酶活性的影响  17-20
  1.3 存在的问题  20-21
  1.4 研究的目的和意义  21-23
第2章材料与方法  23-30
  2.1 研究区域概况  23-24
    2.1.1 地理位置  23
    2.1.2 气候特征  23
    2.1.3 植被与土壤  23-24
  2.2 研究方法  24-30
    2.2.1 样地描述  24-26
    2.2.2 实验设计与样品采集  26-27
    2.2.3 实验方法  27-29
    2.2.4 计算与统计分析  29-30
第3章结果与分析  30-43
  3.1 土壤水解酶活性及其动态特征  30-37
    3.1.1 土壤转化酶  30-31
    3.1.2 土壤脲酶  31-33
    3.1.3 土壤酸性磷酸酶  33-34
    3.1.4 土壤中性磷酸酶  34-36
    3.1.5 土壤碱性磷酸酶  36-37
  3.2 土壤氧化还原酶活性及其动态特征  37-43
    3.2.1 土壤过氧化物酶  37-39
    3.2.2 土壤过氧化氢酶  39-41
    3.2.3 土壤脱氢酶  41-43
第4章结论与讨论  43-48
  4.1 亚高山森林土壤水解酶活性及其对季节性冻融的响应  43-45
  4.2 亚高山森林土壤氧化还原酶活性及其对季节性冻融的响应  45-47
  4.3 小结  47-48
第5章研究展望  48-49
参考文献  49-54
致谢  54

季节性冻融对亚高山森林土壤酶活性的影响

内容摘要

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