【摘 要】
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河岸带对削减农业面源污染有着至关重要的作用。河岸带不同的林地类型影响土壤有机质的输入、土壤理化性质和微生物活动,从而对氮(N)、磷(P)的截留作用不同。本研究选取金沙江丽江段小流域河岸带的三种不同类型林地(柳树、桑树和混交林)和农田作为研究对象,采集0-10 cm和10-30 cm的土样。采用室内培养法、室内乙炔抑制法、氯仿熏蒸法和荧光微孔板法等方法研究不同林地类型对土壤N动态变化的影响和截留作用
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河岸带对削减农业面源污染有着至关重要的作用。河岸带不同的林地类型影响土壤有机质的输入、土壤理化性质和微生物活动,从而对氮(N)、磷(P)的截留作用不同。本研究选取金沙江丽江段小流域河岸带的三种不同类型林地(柳树、桑树和混交林)和农田作为研究对象,采集0-10 cm和10-30 cm的土样。采用室内培养法、室内乙炔抑制法、氯仿熏蒸法和荧光微孔板法等方法研究不同林地类型对土壤N动态变化的影响和截留作用。采用改良的Hedley浸提法、HCl O4-H2SO4钼锑抗比色法、盐酸-氟化铵法等方法,研究不同林地类型对土壤磷组分(总磷,TP;有效磷,AP;活性磷:Resin-Pi和Na HCO3-Pt;中活性磷:Na OH-Pt和DHCl-Pi;非活性磷:CHCl-Pt和Residual-Pt)动态变化的影响和截留作用。主要研究结论如下:(1)不同林地类型对土壤氮动态的影响和截留作用三种林地类型对TN和两种速效氮(NH4+-N、NO3--N)的截留效果不同。总体上来说,对不同形态N的截留效率为NO3--N>TN>NH4+-N。纯林显著降低了TN含量(P<0.05),但两种纯林对TN的截留效果没有显著差异,而种植混交林对TN含量没有显著影响;柳树林地和混交林对于NH4+-N和NO3--N的截留作用呈现相反趋势,种植桑树使NH4+-N含量(P>0.1)和NO3--N量(P<0.05)均减少。由于反硝化作用,土壤中的NO3--N易被转化成气体从而彻底从土壤中去除,林地对土壤NO3--N的截留作用最强。同时,不同类型林地之间对NO3--N的截留作用也不一样,柳树林地截留作用最强(表层:85.83%;底层:84.96%),桑树林地最低(表层:17.44%;底层:23.62%)。TN含量主要受到SOC的影响,而NH4+-N、NO3--N含量主要受MBN和酶活性的影响。不同林地类型下土壤的N转化速率也不同。桑树林地的潜在净矿化速率(表层:0.40±0.06 mg/kg/d;底层:0.42±0.03 mg/kg/d)和潜在净硝化速率(表层:0.35±0.06 mg/kg/d;底层:0.38±0.02 mg/kg/d)最高,而潜在反硝化速率(表层:55.40±28.08 ng/g/h;底层:34.12±15.60 ng/g/h)最低,混交林的潜在反硝化速率(表层:840.27±142.99ng/g/h;底层:299.90±159.55 ng/g/h)最高,但潜在反硝化速率在柳树林地和混交林之间没有显著差异。土壤含水量是影响硝化和反硝化过程的主要因子,潜在净硝化速率与含水量呈显著负相关,潜在反硝化速率与土壤含水量显著正相关,而矿化过程主要受到碱性磷酸酶的调控。(2)不同林地类型对土壤磷组分的影响和截留作用纯林对TP的截留效率比混交林高,混交林(28.04%)只在底层对TN截留效率显著。除混交林底层外,三种林地对AP和活性磷的截留效率较高。对AP的截留作用,在表层,桑树林地(93.05%)截留作用最强,在底层,柳树林地(77.84%)截留作用最强。对于中活性磷,只在桑树林地表层(17.07%)和柳树林地底层(10.90%)有显著截留效率,而非活性磷只在柳树林地底层(7.42%)能显著被截留,在三种林地的表层都能被截留,但效果并不显著。金沙江丽江段小流域河岸带磷组分分布以中活性磷为主(79%~88%),活性磷含量较低(1%~13%),即植物可直接利用的磷较少,部分中活性磷需经微生物矿化成可吸收的无机磷以供植物生长。表明该地区农业活动中大部分磷肥都会流失,磷利用效率较低。农田中活性磷含量显著高于林地,即耕作主要影响活性磷动态。对磷组分整体而言,土壤理化性质是其主要影响因素,但对于每个组分而言,主要影响因素不同,活性磷和中活性磷与微生物活动密切相关,而非活性磷主要受到非生物因素的影响。综上所述,研究结果表明金沙江丽江段小流域河岸带三种不同的林地对N、P各组分都有不同的截留作用。对于TN和TP,纯林的截留效率高于混交林,且该河岸带对TP的削减作用大于TN。对于AP和活性磷来说,柳树林地和桑树林地的截留作用较强,土壤N转化过程和磷组分动态变化同时受到生物因素和非生物因素的影响与调控。因此,本研究揭示了不同类型林地对土壤N、P截留作用和动态变化的主要影响因子,为河岸带生态系统氮磷循环和管理提供了科学支撑。
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