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《南京师范大学》 2019年
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内蒙古草原土壤微生物C:N:P化学计量比特征及其驱动因子

刘雨晴  
【摘要】:微生物C:N:P化学计量比及其驱动因子在深入理解生态过程中化学元素平衡和养分循环等方面扮演着重要的角色。然而,目前对区域尺度上微生物C:N:P化学计量比的认识还比较有限。本研究优化了氯仿熏蒸方法测定碱性土壤微生物C:N:P的条件,通过野外样带调查和室内实验分析的方法,研究了内蒙古草原样带表层(0-10cm)和亚表层(10-20cm)土壤微生物C:N:P比值的分布特征,揭示了其主要驱动因子。为了探究氯仿熏蒸浸提法测定碱性土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)的最优熏蒸时间和浸提液浓度,本研究设置9种熏蒸时间、2种K2SO4浸提液浓度,选取高(≥60g·kg-1)、中、低(≤40g·kg-1)不同有机质含量的碱性土壤,测定其MBC含量。结果表明:(1)对于碱性土壤,熏蒸时间的选择与土壤有机质含量有关,土壤有机质含量越高,MBC含量达到稳定所需的熏蒸时间越长。建议测定高有机质土壤MBC时,熏蒸时间不少于24h;测定中、低有机质土壤MBC时,熏蒸时间不少于18h。(2)土壤有机质含量还影响不同浓度K2SO4浸提液的提取效率,测定中、高有机质土壤MBC时,需用0.5mol·L-1 K2SO4浸提液进行提取;对于低有机质土壤,0.25mol·L-1 K2SO4浸提液即可满足要求。基于野外调查的72个样地、216个样方数据,本研究探讨了内蒙古草原样带表层和亚表层土壤微生物C:N:P化学计量比特征,并通过结构方程模型分析了其驱动因子。结果表明:(1)表层土微生物C:N:P比值是66:10:1,亚表层土微生物C:N:P比值与表层土壤相似(66:9:1)。方差分析结果表明,表层土 MBN:P比值在不同草地类型之间差异显著,呈现出草甸草原典型草原荒漠草原的趋势。然而,MBC:N比值和MBC:P比值在不同草地类型之间没有显著差异。(2)MBC:N和MBN:P比值表现出一定的纬度变化规律。表层土 MBC:N比值随着纬度的增加而增加(P0.01),而MBN:P比值随纬度的增加而降低(P0.05)。亚表层土MBC:N比值也随着纬度增加而增加(P0.01),但MBN:P比值与纬度仅呈现弱相关关系。不同土壤层MBC:P比值和纬度没有显著的相关关系。(3)在所有的驱动因子中,微生物生物量(总磷脂脂肪酸含量)主要调控微生物C:N:P化学计量比的变异。在不同的土壤层中,MBC:N比值主要受到干旱指数和植物地上生物量的驱动,MBC:P比值则主要受到土壤C:P比值的驱动,并且,这些驱动因子的影响随着土壤深度增加而稀释。结构方程模型结果表明,真菌细菌比和土壤砂粒比主要驱动了表层土MBN:比值的变化,而土壤pH和微生物生物量是亚表层土MBN:P比值的主要驱动因子。综上所述,本研究确定了区域尺度上,内蒙古草原样带土壤微生物C:N:P化学计量比的变化特征,并解释了气候、土壤和生物因子对不同土壤层微生物C:N:P计量比的影响。研究结果对于深入理解全球变化背景下内蒙古草原土壤化学元素平衡和养分循环具有一定的意义。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S812.2

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