不同植被覆盖土壤中植物残体腐解过程的质能状态研究
在次生林恢复后的子午岭林区，不同地形部位土壤水分、植被恢复先后顺序以及植被类型的差异，使得不同地形部位土壤发育程度不一。本文研究比较了子午岭林区不同植被覆盖下土壤的化学性质、微生物区系以及生物量的差异，并以玉米、大油芒、苜蓿、辽东栎和沙棘作为腐解材料，通过常规分析结合差热分析和红外光谱分析研究了不同植物残体的腐解特征，为该区土壤有机质的累积和分解、土壤肥力状况和土壤微生物学方面的研究累积资料，并为该区水土保持措施的实施及生态环境建设提供理论依据。所得主要结论如下：
1.不同植被类型覆盖对土壤有机质、全氮，以及碱解氮、速效磷、速效钾有显著影响，其养分含量均基本符合随植被演替阶段提高而升高的规律。土壤全磷和全钾含量变化不显著；弃耕地各项养分指标均低于农田土壤，证明了生长作物的农田生态条件对土壤肥力具有一定的保护效应。结果表明，在黄土高原丘陵区，坡地退耕还林，恢复植被，对土壤养分状况有明显改善。
2.在先锋森林群落向顶级群落演替过程中，微生物的三大种类(细菌、真菌和放线菌)的数量基本上呈增加趋势。除了农田的微生物量C和P的含量较大之外，土壤微生物生物量C、N、P基本上随着演替的序列呈下降趋势，且各种不同植被覆盖下的土壤微生物量之间差异显著。相关分析表明，土壤微生物区系、微生物生物量与土壤化学性质之间有着密切的关系。
3.根据腐解残留量的变化可将腐解过程分为四个阶段：快速分解阶段—分解停滞阶段—缓慢分解阶段—趋于稳定阶段，利用Olson指数衰减模型对植物残体腐解率和腐解时间进行拟合检验的结果达显著相关水平。
4.不同植物残体其DTA曲线的形状存在差别，主要表现在：草本植物(玉米、大油芒和苜蓿)残体有两个放热峰，而木本植物(辽东栎和沙棘)残体有三个主要放热峰。DTA曲线的差异表明植物残体的基本化学组成和结构存在差异。
通过300℃、450℃峰高、h300/h450、峰面积以及焓变的比较，可以看出不同腐解物在前期(1-7个月)变化趋势不明显，而后期(8-15个月)波动起伏较大，加氮与不加氮处理其差别不大。
5.除山杨林A层只有一个低温放热峰之外，几乎所有的胡敏酸都有吸热谷(65-75℃)、低温放热峰(278-330℃)和高温放热峰(405-460℃)，甚至出现更高温度下的放热峰(508-562℃)。根据峰高、峰面积和焓变值来看，不同植被覆盖下的土壤胡敏酸其组分存在较大差异。
胡敏酸的红外光谱各主要吸收带均较宽且峰尖平缓，不同植被覆盖下土壤胡敏酸的红外光谱基本相似，都在3400cm-1、2348-2394cm-1、1572-1590cm-1、1492-1516cm-1、1200cm-1、1033cm-1处出现吸收峰这说明胡敏酸结构具有一致性。另一方面，不同植被覆盖下土壤胡敏酸的红外光谱在某些特征吸收的强度上又有差异，表明不同植被覆盖下土壤胡敏酸某些官能团的含量存在差别。这与DTA的结果相吻合。
植被覆盖;土壤胡敏酸;植物残体;腐解过程;微生物生物量;放热峰;红外光谱;不同地形部位;子午岭林区;微生物区系;土壤有机质;植被类型;微生物量;土壤肥力状况;土壤化学性质;含量;黄土高原丘陵区;演替;土壤养分状况;土壤微生物学
西北农林科技大学
硕士
环境科学
吕家珑
2006
中文
S154.4
60
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）