凍融作用下森林沼澤濕地土壤有機(jī)碳組分及微生物活性特征研究.pdf

1、凍融循環(huán)是由于季節(jié)或晝夜氣溫變化使得土壤溫度在0℃上下波動(dòng)而出現(xiàn)的反復(fù)凍結(jié)-解凍過程，這一現(xiàn)象普遍存在于中、高緯度及高海拔地區(qū)，是影響該區(qū)域土壤生態(tài)的重要因素之一。它是作用于土壤的非生物應(yīng)力，對(duì)土壤的理化和生物學(xué)性質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生直接或間接影響，是影響土壤碳、氮生物地球化學(xué)過程較為重要的因素。其中，小興安嶺地區(qū)是中國(guó)多年凍土和季節(jié)凍土的主要分布區(qū)，每年的春初秋末會(huì)發(fā)生多次凍結(jié)-解凍過程，而且其中部分濕地還受到了不同年限排水造林的干擾。排水后，

2、土壤的溫度、水文條件以及氧化還原等特征均發(fā)生了顯著改變，因此，凍融作用對(duì)排水濕地的影響勢(shì)必與天然濕地不同。本文以小興安嶺森林沼澤濕地為研究對(duì)象，通過室內(nèi)模擬凍融試驗(yàn)，初步分析了凍融次數(shù)和凍融溫度對(duì)土壤有機(jī)碳組分的影響及其變化趨勢(shì)，探討了土壤微生物量和酶活性對(duì)凍融循環(huán)的響應(yīng)，證明了凍融作用是否影響小興安嶺地區(qū)土壤氮素礦化，著重探究了凍融作用和排水造林年限雙重因素對(duì)濕地土壤相關(guān)指標(biāo)的疊加影響，從而為預(yù)測(cè)全球變暖背景下高寒高緯度地區(qū)的土壤碳庫(kù)

3、和微生物活動(dòng)提供一定的理論依據(jù)，有利于更好地指導(dǎo)人類活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐。本文得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)隨著凍融次數(shù)的增加，四種濕地土壤SOC含量基本保持不變，但總體上比凍融前略降低，且-5～5℃凍融處理后的排水濕地土壤SOC的變化幅度(7.44％～13.24％)比-25～5℃凍融處理(2.65％～4.72％)略大。而且經(jīng)歷凍融處理后，排水濕地土壤SOC較天然狀態(tài)的下降率比凍融前更大。
　　(2)隨著凍融次數(shù)的增加，土壤DO

4、C先增加后減小，1次凍融后達(dá)到最大值，但凍融處理后的排水濕地(24.61％～34.94％)的增幅低于天然濕地(33.49％～51.17％)。土壤LFOC先減少后增加，1次或是2次凍融時(shí)達(dá)到最小值，但排水濕地LFOC的下降率略變大，其中排水時(shí)間較長(zhǎng)的PS85濕地降幅明顯增大。
　　(3)凍融處理后，土壤MBC和MBN含量均比凍融前下降，隨著凍融次數(shù)的增加，MBC先增加后減小，MBN先減小后趨于穩(wěn)定。而且排水年限越短，凍融后的土壤MB

5、C下降幅度就越大，但-25～5℃凍融處理的排水濕地土壤MBN下降率比-5～5℃更大。
　　(4)凍融前后，四種濕地土壤蔗糖酶和淀粉酶活性的大小關(guān)系整體上表現(xiàn)為:XATC＞PS03＞PS92＞PS85，且隨著凍融次數(shù)的增加，土壤蔗糖酶和淀粉酶活性逐漸降低。凍融前后，土壤SOC與MBC、蔗糖酶、淀粉酶活性之間存在著正相關(guān)關(guān)系，表明凍融交替對(duì)相關(guān)性的變化影響不明顯。
　　(5)凍融處理后，土壤礦化氮總體含量增加，表明凍融作用能夠促