模拟酸雨对人工板栗林土壤优先流区土壤性质的影响.pdf

摘 要 随着工业化进程的加快，酸雨已经逐步成为了最严重的环境问题之一。酸雨会导致植 物的生长减缓，森林土壤肥力的下降。土壤优先流是常见的土壤水分运移形式，通过研究 土壤优先流区与基质流区土壤性质对于不同酸度模拟酸雨的响应，可以更好地得到土壤各 项理化性质受到酸雨影响发生的变化，以此可以分析土壤溶质的运移形式，从而为人工林 的抚育管理如精准施肥等提供科学依据。本文以江苏句容市人工板栗林为研究对象，运用 染色示踪技术，研究板栗林土壤在不同酸度（pH2.5 、3.5、4.5 ）的模拟酸雨处理下，土壤 养分、土壤酶活性及土壤微生物活性的变化规律。研究结果如下： （1）在不同酸度的模拟酸雨淋溶下，土壤养分有不同程度的淋失。在优先流区与基 质流区，土壤养分呈现出不同的变化趋势。土壤优先流区中土壤总碳含量在同一pH 的酸 雨处理下，随着土壤深度的增加而逐渐减小。0~10cm 的表层土中总碳含量在pH3.5 的酸 处理下最高（18.0g/kg），10~20cm 的中层土的总碳含量在pH4.5 的酸处理下最高(9.63g/kg)， 20~30cm 的底层土总碳含量差异不大（3.85%~9.89% ），四种处理下各土层基质流区的总 碳含量差异在 3.10%~64.64%之间。土壤全氮含量在同一pH 的模拟酸雨处理下，随着深 度的增加而逐渐减小，由于施酸导致土壤优先流区全氮含量高于基质流区（0~69.23% ）。 酸雨淋溶导致土壤碳氮比在基质流区变化较大（2.90%~90.64% ），在0~10cm 的表层土中 优先流对土壤碳氮比的贡献率为4.46%~18.85% ，在10~20cm 的中层土中，优先流对碳氮 比的贡献率在-12.26~55.99%；在 20~30cm 的底层土中，优先流对于碳氮比的贡献率为 -10.26%~-1.01%。除在pH3.5 的酸处理下，在20~30cm 的底层土中土壤基质流区与优先 流区的碳氮比含量存在显著差异（p0.05 ）。在优先流区，同一土层中土壤总硫含量随着 pH 的降低而呈现出增加的趋势，基质流区也呈现相似的趋势。pH2.5 的酸处理组中总硫 含量最高(0.34g/kg)，最低为对照组的总硫含量（0.09g/kg ）。酸处理组0~10cm 的表层土 优先流区与基质流区同对照组总硫含量存在着显著差异（p0.05 ）。 （2 ）模拟酸雨对土壤优先流区及基质流区的酶活性会产生不同的影响。酸雨对土壤 酸性磷酸酶酶的活性有促进作用，在优先流区土壤酸性磷酸酶的活性在pH4.5 的酸处理下 最高（0.185μg/d·g ），在基质流区土壤酸性磷酸酶的活性在 pH3.5 的酸处理下最高 （0.191μg/d·g ），从均值上看，优先流区的土壤酸性磷酸酶酶活性一般高于基质流区。酸 雨对优先流区的过氧化氢酶活性有一定抑制作用，基质流区土壤酶活性受到的影响较小， 对照组中的过氧化氢酶活性最高(80.97~82.45μmol/d·g ）。在 pH2.5 的酸处理下，各土层 中的基质流区过氧化氢酶活性均高于优先流区（0.63%~0.92% ），0~10cm 的表层土中优 先流区与基质流区之间过氧化氢酶的活性有显著差异（p0.05 ）。酸雨对于纤维素酶活性 也有一定的抑制作用，随着土层深度的增加，优先流区纤维素酶的活性与对照组相比降低 了 27%~53% ；酸处理组在基质流区的土壤纤维素酶活性与对照组相比降低了 10.44~43.42%。20~30cm 的底层土的优先流区与基质流区的酶活性显著低于 10~20cm 的 中层土与0~10cm 的表层土中的酶活性（p0.05 ）。酸雨对土壤脲酶活性也有一定的抑制 作用，基质流区的土壤脲酶活性均高于优先流区的酶活性。在同一酸度处理下，随着土层 深度的增加土壤脲酶活性逐层降低。在优先流区，对照组的脲酶活性高于经过酸处理后的 土壤酶活性（5.02%~25.38% ）在基质流区中，对照组的脲酶活性也高于经过酸处理后的 土壤酶活性（5.78%~27.14% ）。酸雨对土壤脲酶、过氧化氢酶和纤维素酶的抑制作用， 可能导致凋落物分解及土壤碳氮循环受到不利影响。 （3 ）模拟酸雨对于土壤微生物活性有一定的抑制作用。从板栗林土壤微生物群落的 总体活性上看，0~10cm 的表层土中微生物总体活性在优先流区及基质流区都显示出