降水变化驱动下红松阔叶林真菌结构和功能多样性的研究

摘要

红松阔叶林生态系统是中国东北地区地带性顶级植被，具有重要的生态学意义，长白山是研究温带森林对大气降水变化正负反馈的理想地带。本文以长白山红松阔叶林为研究对象，比较了不同降水条件下土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性的季节变化;基于末端限制性长度多态性和Biolog两种方法，分析了降水控制样地（增、减30％）和对照样地的0-5 cm和5-10 cm表层土和红松根际土真菌多样性的空间异质性，主要结论如下：
　　1.降水变化对酶活性并没有产生显著影响。各种酶活性对于土层变化的响应规律不一致。四种酶活性随着季节变化而发生显著变化，过氧化氢酶活性在6月份达到最高，蔗糖酶和酸性磷酸酶活性在8月份时达到最高，脲酶活性在9月份达到最高，酶的季节变化与其功能密切相关。土壤酶活性与土壤理化性质和土壤微生物之间存在显著或极显著的正相关。酶与酶之间存在显著或极显著的正相关。
　　2.对比不同降水条件下不同空间位置土壤微生物群落多样性和功能多样性发现，土壤微生物多样性对空间位置变化比较敏感，表现为根际土＞0-5cm表层土＞5-10cm表层土。降水的增加和减少能提高土壤真菌的群落多样性，但并不显著，但优势种群有所变化，表层土中，片段长度超过500 bp的T-RFs丰度随降水变化而变化，根际土中对降水变化响应的T-RFs分别为380、455和487 bp，且根际土的响应模式较表层土复杂。降水对于土壤微生物多样性指数的影响不明显。
　　3.培养初期(48h)和培养末期(168h) AWCD值对降水变化的响应不一致，初期表现为降水减少30％样地＞降水增加30％样地＞对照样地，末期各土样AWCD值的变化没有规律性。降水变化30％后并没有对微生物功能多样性产生显著影响。红松阔叶林土壤微生物利用率较高的碳源类型为氨基类、碳水类和多聚类。碳水类和氨基酸类碳源为不同降水条件下微生物功能多样性表现出空间异质性的敏感碳源，碳水类碳源中的N-乙酰-D-葡萄糖胺、D-纤维二糖和α-D-乳糖为最敏感的碳源。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 土壤微生物研究概述

1．2．2 土壤微生物多样性

1．2．3 土壤微生物研究方法

1．2．4 土壤微生物与酶活的关系

1．3 研究的目的与意义

2 不同降水条件下土壤酶活性的生长季变化

2．1 研究区概况与样品采集

2．1．1 研究区概况

2．1．2 样地设置

2．1．3 样品采集

2．1．4 土壤酶活性分析方法

2．1．5 数据分析

2．2 结果分析

2．2．1 不同降水条件下土壤理化性质

2．2．2 不同降水条件下土壤酶活性的生长季变化

2．2．3 土壤酶活性和土壤理化性质关系

2．3 本章小结

2．3．1 空间位置对土壤酶活性的影响

2．3．2 降水对土壤酶活性的影响

2．3．3 土壤酶活性的生长季变化

2．3．4 土壤酶活性与土壤理化性质关系

3 降水变化驱动下红松阔叶林土壤真菌多样性的分布格局

3．1 研究区概况与样品采集

3．1．1 研究区概况

3．1．2 样地设置

3．1．3 样品采集

3．1．4 末端限制性长度多态性实验方法

3．1．5 数据分析

3．2 结果分析

3．2．1 不同降水条件下土壤真菌多样性指数的空间变化

3．2．2 样品的T-RFLP图谱分析

3．2．3 土壤真菌主成分分析

3．2．4 土壤真菌典型对应分析(CCA)

3．3 本章小结

3．3．1 降水变化对真菌多样性的影响

3．3．2 真菌多样性的空间异质性

3．3．3 真菌群落组成与土壤理化性质的关系

4 降水变化驱动下红松阔叶林土壤微生物功能多样性的空间格局

4．1 研究区概况与样品采集

4．1．1 研究区概况

4．1．2 样地设置

4．1．3 样品采集

4．1．4 Biolog生态板试验方法

4．1．5 Biolog生态板数据分析方法

4．2 结果分析

4．2．1 不同降水条件下土壤微生物利用全部碳源的动力学特征

4．2．2 不同降水条件下土壤微生物多样性指数

4．2．3 不同降水条件下土壤微生物对6大类碳源的利用强度

4．2．4 不同降水条件下土壤微生物的主成分分析

4．3 本章小结

4．3．1 不同降水条件下AWCD值的空间异质性

4．3．2 不同降水条件下微生物多样性指数的响应变化

4．3．3 不同降水条件下微生物代谢的空间异质性

结论

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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