三峽庫(kù)區(qū)消落帶不同海拔梯度土壤微生物量和酶活性特征.pdf

1、消落帶是水位季節(jié)性漲落，在水周邊土地周期性淹沒(méi)和出露而形成的特殊的干濕交替的水陸銜接地帶，是三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中重要的生態(tài)交錯(cuò)過(guò)渡帶。土壤是消落帶生態(tài)系統(tǒng)中重要的構(gòu)成要素，而土壤微生物量和酶活性作為土壤微生物特征指標(biāo)之一，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的變化、土壤環(huán)境的脅迫反應(yīng)靈敏，不僅可以較早的指示生態(tài)系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的變化情況，而且能夠表征土壤質(zhì)量的優(yōu)劣。因此，研究消落帶不同海拔土壤微生物量和酶活性特征及其與土壤理化特性之間的相關(guān)性，對(duì)于揭示三峽庫(kù)區(qū)不同海

2、拔梯度的土壤質(zhì)量具有重要意義。
　　本文以三峽庫(kù)區(qū)童莊河和香溪河帶消落帶為研究對(duì)象，按照消落帶淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短劃分樣地，即145-155m(淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，LI)，155-165m（年淹沒(méi)和排干持續(xù)時(shí)間近似相等，MI）、165-175m（淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間較短，SI），以從未淹沒(méi)的175-185m的樣地作為對(duì)照（NI）。結(jié)合土壤野外調(diào)查情況與土壤理化性質(zhì)室內(nèi)分析數(shù)據(jù)，運(yùn)用土壤學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)等的理論基礎(chǔ)和研究方法，研究消落帶不同海拔梯度土

3、壤微生物量和酶活性特征、分析土壤微生物量和酶活性與土壤理化性質(zhì)之間的相關(guān)性，主要結(jié)論如下：
　　(1).消落帶土壤顆粒以砂粒為主。消落帶不同海拔梯度土壤分形維數(shù)的大小順序分別為NI>MI>SI=LI，且土壤分形維數(shù)在NI和MI之間無(wú)顯著性差異，但是與其他樣地之間具有顯著的差異，LI和SI樣地之間也無(wú)顯著性的差異，這說(shuō)明消落帶濕地淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)和較短的區(qū)域都顯著降低分形維數(shù)，而年淹沒(méi)和出露持續(xù)時(shí)間近似相等的區(qū)域反而保持了分形維數(shù)的

4、穩(wěn)定。保持了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　(2).土壤微生物生物量碳氮，有機(jī)碳及其活性組分、土壤全氮，四種酶的活性及其四種酶的幾何平均數(shù)都是消落帶樣地小于從未淹沒(méi)的對(duì)照樣地。在消落帶區(qū)域，微生物生物量碳、有機(jī)碳和四種酶的幾何平均數(shù)都是淹沒(méi)時(shí)間較長(zhǎng)的樣地小于年淹沒(méi)和排干持續(xù)時(shí)間近似的樣地和淹沒(méi)時(shí)間較短區(qū)域，而年淹沒(méi)和排干持續(xù)時(shí)間近似的樣地和淹沒(méi)時(shí)間較短區(qū)域之間無(wú)顯著性的差異。水溶性有機(jī)碳、水溶性碳水化合物、全氮、微生物生物量氮和四種酶活性

5、在三個(gè)消落帶樣地之間都無(wú)顯著的差異。土壤pH值和代謝墑（qCO2）都是淹沒(méi)時(shí)間較長(zhǎng)的樣地顯著的大于其他樣地，而其他樣地之間并無(wú)顯著性的差異，土壤呼吸也是淹沒(méi)時(shí)間較長(zhǎng)的區(qū)域顯著大于其他樣地。這意味著消落帶水位消漲確實(shí)顯著的降低了土壤微生物生物量碳氮、四種酶的活性、有機(jī)質(zhì)及其有機(jī)碳的活性組分，但是在消落帶區(qū)域，土壤微生物生物量碳、有機(jī)碳和四種酶的幾何平均數(shù)隨著淹沒(méi)時(shí)間長(zhǎng)短而發(fā)生顯著的變化，特別是淹沒(méi)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)又處于水位波動(dòng)期的樣地降低最顯

6、著。
　　(3).相關(guān)性分析的結(jié)果表明，微生物氮與有機(jī)碳及其組分、全氮有極顯著正相關(guān)性（p<0.01），與代謝熵有極顯著性負(fù)相關(guān)性（p<0.01）；微生物碳與有機(jī)碳及其組分、全氮有極顯著正相關(guān)性（p<0.01），與土壤顆粒分型維數(shù)有顯著正相關(guān)性(p<0.05)，與微生物熵、代謝熵有極顯著負(fù)相關(guān)性（p<0.01）；酶的幾何平均數(shù)與微生物氮、微生物碳、全氮、有機(jī)碳及其組分有極顯著正相關(guān)性（p<0.01），與土壤顆粒分形維數(shù)有顯著正相關(guān)

7、性(p<0.05)。而它與土壤代謝熵、微生物熵有極顯著負(fù)相關(guān)性（p<0.01）；磷酸酶（PNP）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）、芳基硫酸酯酶(PNS)三種酶都是與微生物氮、微生物碳、全氮、有機(jī)碳及其組分存在極顯著正相關(guān)性（p<0.01），與土壤代謝熵、微生物熵有極顯著負(fù)相關(guān)性（p<0.01）；而?-糖苷酶（PAG）與土壤顆粒分形維數(shù)、水溶性有機(jī)碳有顯著正相關(guān)性（p<0.05），與全氮、有機(jī)碳、水溶性碳水化合物、易氧化碳、微

8、生物氮之間有極顯著正相關(guān)性。
　　(4).在主成分分析中，第一主成分貢獻(xiàn)率最大，其綜合了微生物碳、微生物氮、有機(jī)碳、全氮、MBN/TN、碳氮比、硝態(tài)氮、水溶性碳水化合物、水溶性有機(jī)碳、易氧化碳、各種酶的信息。說(shuō)明土壤微生物生物量和酶活性在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中起著重要的作用。對(duì)四個(gè)海拔的土壤進(jìn)行綜合得分評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)從未淹沒(méi)的樣地NI的主成分綜合得分情況顯著高于消落帶區(qū)域樣地的主成分得分，而海拔梯度LI、MI、SI的主成分綜合得分之間并無(wú)顯著