贺兰山不同海拔典型植被带土壤微生物特性研究

摘要

土壤微生物作为森林生态系统中物质循环和能量流动的主要推动者，深入探讨土壤微生物多样性的变化规律，揭示微生物群落与其生境的关系，有助进一步揭示生态系统退化/恢复的机理，从而为土壤质量监测、植被的恢复和可持续生态系统的建设提供科学依据。本研究以贺兰山自然保护区不同海拔六种植被带(荒漠草原、山地早生灌丛、温性针叶林、针阔混交林、寒温性针叶林和亚高山草甸)的土壤为研究对象，分别测定了0-10 cm土壤的理化性质、土壤微生物生物量碳氮、土壤微生物呼吸活性及酶活性的变化以及土壤微生物群落多样性的变化，结合生境因子，分析生境对土壤微生物群落特征的影响。主要结论如下：
　　 (1)贺兰山各植被带土壤呈碱性，pH值在8.06-8.66之间。并且随着海拔的升高，pH逐渐减小。土壤有机质、土壤全氮和土壤全磷均随着海拔的升高，总体呈现出逐渐增大的趋势，荒漠草原最低分别为13.211、1.702、0.263，亚高山草甸最高分别为41.492、8.701、0.720土壤全氮和全磷除荒漠草原和山地早生灌丛两样地之间无显著性差异之外，其余各样地之间差异显著(p＜0.05)。
　　 (2)贺兰山不同海拔植被带土壤微生物碳(MBC)、土壤微生物氮(MBN)随着海拔的升高并没有表现出一定的规律性，MBC的差异主要受到土壤含水量、土壤有机碳的影响，而MBN的差异主要是由土壤含水量、土壤有机碳、土壤全氮和全磷这些因子引起的。此外，pH和土壤容重也是导致不同植被带微生物量变化的因子。
　　 (3)贺兰山六种典型植被带中，寒温性针叶林植被带土壤微生物代谢活性最高。土壤微生物多样性最丰富，磷酸脂肪酸生物标记的数量和种类均最高，且细菌、真菌特征脂肪酸相对含量也最高，说明寒温性针叶林植被带土壤微生物群落结构多样性在六种植被带中最高，主要是由于寒温性针叶林植被带与其它植被带不同的生境差异(坡度、坡位和枯落物)所致。
　　 (4)通过综合分析表明低海拔植被带土壤微生物学性状低于高海拔带，海拔引起的植被带差异是导致土壤微生物特性变化的主要原因，而细菌和真菌生物量的变化是导致各植被带土壤微生物群落结构分异的主要因素。地上植被的差异会改变土壤的环境条件，必然导致地下土壤微生物学性状的变化。
　　 总之，由上述研究可以看出，贺兰山不同海拔高度6种典型植被带表层土壤微生物微生物生物量、土壤微生物活性、土壤微生物群落功能和结构变化规律性并不一致，均存在显著差异。虽然低海拔植被带土壤微生物学性状低于高海拔带，但是由于地形地貌、有机质成分、枯落物等因素影响，并未表现出一定的规律性。地上植被对土壤微生物有一定的彤响，地上植被与地下土壤微生物之间存在着一定的联系，在进行植被恢复时不仅要考虑地上植被的恢复，同时还应该考虑地下微生物群落的恢复。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 土壤微生物生物量

1.2.1 土壤微生物生物量概念

1.2.2 土壤微生物量的主要影响因子

1.3 土壤酶活性及研究进展

1.3.1 土壤酶活性研究概况

1.3.2 土壤酶活性的影响因素

1.3.3 土壤酶活性与植被特征

1.4 土壤微生物群落多样性

1.4.1 土壤微生物多样性与植被

1.4.2 土壤微生物多样性研究方法

1.5 研究的目的、意义及技术路线

1.5.1 研究的目的和意义

1.5.2 技术路线图

第二章 材料与方法

2.1 研究区自然概况

2.2 研究方法

2.2.1 样地布设

2.2.2 样品采集

2.3 分析方法

2.3.1 土壤理化性质的测定

2.3.2 土壤微生物量碳、氮的测定

2.3.3 土壤呼吸活性的测定

2.3.4 土壤酶活性的测定

2.3.5 土壤微生物功能群落多样性的测定

2.4 数据处理

第三章 结果与分析

3.1 不同海拔高度植被带土壤理化性质的变化

3.2 不同海拔植被带土壤微生物量碳氮、微生物熵(qMB)及基质矿化熵的变化

3.2.1 土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)的变化

3.2.2 土壤微生物熵(qMB)及基质矿化熵的变化

3.3 土壤微生物代谢熵(qCO2)的变化

3.4 土壤酶活性特征

3.4.1 土壤脲酶活性的变化

3.4.2 土壤碱性磷酸酶的变化

3.4.3 土壤过氧化氢酶活性的变化

3.4.4 土壤蔗糖酶活性的变化

3.5 土壤微生物多样性分析

3.5.1 土壤微生物功能多样性分析

3.5.2 土壤微生物群落结构多样性分析

3.6 各指标相关性分析

3.6.1 土壤微生物生物量碳、氮与土壤理化性状关系分析

3.6.2 土壤酶活性与土壤理化性质主成分分析

第四章 讨论

4.1 不同海拔高度植被带土壤理化性质

4.2 不同海拔植被带土壤微生物学性状

4.2.1 土壤微生物量碳氮、土壤基础呼吸及其熵值的变化

4.2.2 不同海拔植被带土壤酶活性特征

4.3 不同海拔植被带土壤微生物多样性

4.3.1 土壤微生物群落功能多样性的影响

4.3.2 土壤微生物群落结构多样性及影响因素

第五章 主要结论

参考文献

致谢

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