辽东栎枯落叶养分原位释放及叶际微生物群落变化研究

摘要

为了探究枯落叶在分解过程中养分、叶际微生物的动态变化并揭示两者之间内在关系及影响因素，本文选择陕西省子午岭任家台林场内辽东栎枯落叶为研究对象。将枯落叶放置在枯落物层、腐殖质层以及土壤层进行分解，同时设有正常添加量(10 g)及加倍添加量(15、20 g)的枯落叶三种处理，测定不同处理方式下枯落叶的全碳、全氮、全磷、全钾、质量损失率和叶际细菌、真菌，揭示枯落叶分解过程中养分元素变化特征、生态化学计量学特征及叶际细菌、真菌群落的季节性动态变化规律，明确枯落叶自身理化性质与叶际微生物群落变化的相关关系及影响枯落叶分解速率的关键因素。 结论为： (1)在同一放置层分解时枯落叶全氮的释放与累积受到外界水热条件及枯落叶添加量的影响。枯落叶分解过程中全氮含量呈增加趋势，枯落叶全氮的释放速率(17.23%)与全碳释放速率(38.48%)相比较慢；在同一外界环境下，枯落叶全碳释放率呈现：10 g枯落叶>15 g枯落叶>20 g枯落叶，枯落叶的添加量增多，则全碳的外源补充相对变多，会导致全碳的释放率降低。不同放置层处理对枯落叶全磷富集与释放的变化规律影响不显著，对全钾含量的变化影响显著。枯落叶全磷初始含量过低，为0.37 g/kg，在分解前期(0-62天内)，全磷含量迅速增加；枯落叶在腐殖质层分解时，枯落叶添加量的不同导致其全磷积累指数出现差异，其中15 g枯落叶的NAI-P相对较高，为154.44%；放置在土壤层分解的枯落叶全钾含量始终高于在枯落物层与腐殖质层分解的枯落叶全钾含量，在342天时，NAI-K达到93.35%。 (2)在枯落叶分解过程中全碳含量较高，碳与氮、磷、钾比值的变化规律主要取决于氮、磷、钾含量的变化。在季节性降雨期内枯落叶全氮、全磷含量逐渐增加，在分解到第342天时(春季)全氮、全磷平均含量增加了1.64 g/kg、0.34 g/kg，全碳含量呈逐渐下降趋势，不同处理方式下的枯落叶C/N、C/P比在整个分解周期内不断降低。枯落叶在土壤层分解时全钾含量会明显增高，从1.50 g/kg到2.47 g/kg，对枯落叶C/K比的影响因素主要是放置层。 (3)在同一气候环境中，质量损失率除了受枯落叶的化学组成影响还受枯落叶的添加量以及其分解时的放置层影响。在同一放置层中，正常添加量的枯落叶质量损失率(枯落物层38.95%、腐殖质层36.42%)高于加倍添加量15 g枯落叶的质量损失率(枯落物层32.83%、腐殖质层26.78%)，高于20 g枯落叶的质量损失率(枯落物层30.88%、腐殖质层 25.46%)，且放置在枯落物层分解与放置在腐殖质层分解的枯落叶质量损失率相比较高；10 g、15 g枯落叶的C/N比与质量损失率相关性显著，C/N比越小，质量损失的越多，进而枯落叶分解速率较快。 (4)季节变化、枯落叶基本理化性质均会影响叶际微生物类群的组成和分布。枯落叶的叶际微生物存在优势类群，不同季节枯落叶在细菌门水平中优势微生物类群为变形菌门(67.56-80.05%)，在细菌纲水平下，优势微生物类群是α-变形杆菌纲(38.28-47.87%)；不同季节枯落叶在真菌门水平中优势微生物类群为子囊菌门(77.10-99.31%)，在真菌纲水平下，优势微生物类群是粪壳菌纲(46.17-67.71%)；在春季水热环境良好，使得叶际微生物大量繁殖，增加微生物群落的多样性；在夏季，占优势的菌株在分解前期能迅速定殖，此时微生物多样性相对较少；在秋冬季节，一些耐受性强的微生物相对丰度增加，如α-变形杆菌纲在冬季丰度为47.87%、锤舌菌纲在冬季丰度为29.61%、伞菌纲在秋冬季节相对丰度达到6.82%和7.05%；不同季节枯落叶的细菌群落组成和分布主要受到枯落叶含水率和C/N比值的影响，而真菌群落组成和分布主要受到N/P比值和全钾含量的影响，其他因子(pH、养分因子及生态化学计量比)也会对不同的叶际微生物产生不同程度的影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2选题依据

1.3国内外研究概况

第二章 研究内容及试验方法

2.1研究内容

2.2 技术路线

2.3研究方法

2.4 数据处理及统计

第三章 枯落叶分解过程中基质质量的动态变化特征

3.1枯落叶全碳含量动态变化

3.2 枯落叶全氮含量动态变化

3.3 枯落叶全磷含量动态变化

3.4枯落叶全钾含量动态变化

3.5 讨论

3.6结论

第四章 枯落叶在不同分解时期生态化学计量学特征变化

4.1枯落叶在不同分解时期C/N比变化

4.2枯落叶在不同分解时期C/P比变化

4.3枯落叶在不同分解时期C/K比变化

4.4枯落叶在不同分解时期N/P比变化

4.5枯落叶在不同分解时期N/K比变化

4.6枯落叶在不同分解时期P/K比变化

4.7枯落叶C、N、P、K生态化学计量的相关关系

4.8 讨论

4.9结论

第五章 枯落叶分解过程中基质质量与质量损失率的关系

5.1枯落叶在分解过程中的质量损失率

5.2 枯落叶基质质量的变化与质量损失率的关系

5.3 枯落叶C/N比的变化与质量损失率的关系

5.4 讨论

5.5 结论

第六章 枯落叶分解过程中叶际微生物群落变化及影响因素

6.1不同季节枯落叶细菌群落特征

6.2不同季节枯落叶真菌群落特征

6.3枯落叶叶际微生物组成与理化性质的关系

6.4讨论

6.5结论

第七章 结论与展望

7.1主要结论

7.2展望

参考文献

致谢

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