氮添加对帽儿山地区六树种人工林土壤微生物生物量及群落结构的影响

摘要

土壤微生物是森林生态系统中重要的组成部分，对管理土壤的养分收支、调节土壤的理化平衡、清理土壤的有毒物质、辅助植物的养分吸收等发挥重要的作用。氮被认为是温带森林土壤生态系统净初级生产力的限制性养分因素，对土壤生态系统的物质和能量变化产生影响。因此，研究氮添加对土壤微生物含量及群落结构的影响对于了解森林土壤生态系统针对环境变化的响应有十分重要的意义。本文应用磷脂脂肪酸技术，探讨了短期施氮肥对东北主要造林树种红松（Pinus koraiensis）、云杉（Picea koraiensis）、落叶松（Larix gmelinii）、黄菠萝（Phellodendron amurensis）、水曲柳（Fraxinusmandschurica）、胡桃楸（Juglans mandschurica）土壤微生物含量及群落结构的影响，同时结合土壤理化性质分析，探讨了影响土壤微生物群落的因素，得到以下结论:
　　(1)氮添加显著提高了6树种人工林土壤铵态氮和硝态氮含量，且对硝态氮含量影响远超过铵态氮。同时，氮添加导致6树种人工林土壤pH显著下降，说明施肥导致6树种人工林产生强烈的硝化作用。另外氮添加对土壤全碳和全氮含量并未产生显著影响，说明短期氮添加不能造成土壤碳氮格局的改变。此外，受氮添加影响，6树种人工林全磷含量显著降低，原因可能是土壤有效氮增加导致树木对磷的需求量增加。
　　(2)6树种人工林土壤微生物生物量碳氮随季节变化显著，且均表现为春季＜夏季＜秋季的变化规律。氮添加导致土壤微生物生物量碳氮在各季节均显著降低，但并不改变其季节动态格局，说明氮添加对土壤微生物产生明显影响。
　　(3)通过磷脂脂肪酸分析结果得知，氮添加对土壤微生物含量产生影响，导致6树种人工林土壤微生物总量和细菌含量的显著下降，且对针叶树种的影响普遍大于阔叶树种。另外氮添加对针叶树真菌的含量产生显著影响，但对阔叶树真菌的含量影响不显著。氮添加对6树种人工林土壤放线菌含量均不构成显著影响。
　　(4)氮添加显著改变了6树种人工林土壤微生物群落结构，导致土壤真菌/细菌比的显著下降，下降的主要原因是真菌含量的下降。另外氮添加改变了细菌群落结构，导致革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比例降低，说明氮添加缓解了环境条件对革兰氏阴性菌的限制。
　　(5)将土壤微生物含量与土壤理化性质进行相关性分析，结果表明土壤pH值是影响微生物含量的最重要因素，氮添加引起的土壤有效氮含量增加并不直接影响微生物的活性和含量，但是，氮添加引起的土壤pH值降低和增加的土壤酸化对微生物的影响是不能忽视的。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 施肥对土壤微生物生物量的影响

1．2．2 施肥对土壤微生物量的影响

1．2．3 施肥对土壤微生物群落结构的影响

1．2．4 施肥对土壤微生物功能的影响

1．3 以往研究的不足

1．4 本研究的目的意义

2 材料与方法

2．1 研究地区概况

2．2 研究方法

2．2．1 样地设置

2．2．2 样品采集与试验

2．2．3 数据处理

3 施肥对土壤理化因子的影响

3．1 前言

3．2 研究方法

3．2．1 研究地区概况

3．2．2 样地设置

3．2．3 样品采集与处理

3．2．4 数据分析

3．3 结果

3．3．1 施肥对各树种土壤pH值的影响

3．3．2 施肥对各树种土壤NH4+-N的影响

3．3．3 施肥对各树种土壤NO3--N的影响

3．3．4 施肥对各树种土壤C、N、P含量的影响

3．4 讨论

3．5 小结

4 施肥对土壤微生物生物量和群落结构的影响

4．1 前言

4．2 研究方法

4．2．1 研究地区概况

4．2．2 样地设置

4．2．3 样品采集与处理

4．2．4 数据分析

4．3 结果

4．3．1 施肥对土壤微生物量及细菌、真菌、放线菌PLFA标记物含量的影响

4．3．2 施肥后土壤微生物生物量碳氮变化的季节动态

4．4 讨论

4．5 小结

5 施肥引起土壤微生物变化与各项理化因子的关系

5．1 前言

5．2 研究方法

5．2．1 研究地区概况

5．2．2 样地设置

5．2．3 样品采集与处理

5．2．4 数据分析

5．3 结果

5．3．1 各树种土壤微生物数量、生物量变化与土壤理化因子的相关分析

5．3．2 各树种微生物PLFA标记物含量与土壤理化因子的相关性分析

5．4 讨论

5．5 小结

结论

结论

问题与展望

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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