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《浙江林学院》 2007年
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毛竹林土壤微生物功能多样性研究

王纪杰  
【摘要】: 毛竹(Phyllostachy pubescens)是我国南方重要的森林资源之一,因其良好的生态、社会和经济效益,而面积不断扩大,许多阔叶林、马尾松林及杉木林等逐渐被毛竹林替代。但目前关于大面积纯林特别是集约经营后土壤微生物的变化尚鲜见报道。本研究的目的是探讨毛竹纯林长期粗放经营以及集约经营对土壤微生物多样性的影响。 1)研究毛竹集约经营对土壤微生物多样性的影响。分别采集了粗放经营竹林(I类),短期集约经营(5~8年,II类)和长期集约经营(8~10年,III类)竹林的0~20 cm和20~40 cm土壤,分析了土壤的微生物量、土壤基础呼吸量与微生物功能多样性。结果表明:集约经营后,土壤微生物量明显下降,II、III类竹林分别是I类竹林的67.8%和61.64%(0~20 cm土层),并3类竹林间均存在显著差异(P0.05)。然而与微生物量下降相反,集约经营竹林土壤微生物呼吸明显增强,微生物呼吸量II、III类竹林土壤分别是I类竹林的1.24和1.26倍(0~20 cm)。土壤微生物功能多样性(DAWC)集约经营竹林(II、III类)明显低于粗放类竹林,接种后培养168 h,II、III类竹林土壤的DAWC值分别是I类竹林的66.78%和65.62%。主成分分析结果表明,粗放竹林(I类)与集约经营竹林(II、III类)土壤微生物利用碳源的模式明显不同(PC1),而集约经营的时间对土壤微生物多样性也不同(PC2)。说明毛竹集约经营后,土壤微生物对碳源底物利用能力减退,土壤微生物群落多样性下降。 2)研究不同栽培历史的毛竹林地土壤微生物功能多样性的演变规律,分别采集有代表性的不同栽培历史的毛竹林样地6个,开始经营年份分别为2002,1996,1990,1980,1960年。另在样地周围选择1个和毛竹林生境一致的马尾松林作对照样地。每个样地内的不同部位即山脚、山腰、山顶分别挖3个剖面,采集0~20 cm的表层土和20~40 cm的下层土壤样品。结果表明:1990年毛竹林土壤的DAWC值显著高于1960年林地;而其余林地间土壤的DAWC值差异不显著,相对来说,马尾松林的微生物功能多样性最差。综合实验结果得知,在该调查区内毛竹的栽培历史与土壤微生物功能多样性之间没有规律存在,也就是说,采取人工方法在冬季除去林下杂灌的毛竹林经营措施,长期种植毛竹不会引起土壤微生物功能多样性的下降。影响土壤微生物多样性的主要因素是土壤养分和水分状况。 土壤微生物利用碳源的主成分分析(以120 h的吸光值为依据)发现,1990年毛竹土壤微生物对碳源的利用模式与其他林地有较大差异,其PC1值(平均为6.268)明显大于其他林地。不同栽培历史毛竹林地20~40 cm土层土壤微生物利用碳源的模式与0~20 cm不同,林地间差异大。不同栽培历史不同土层厚度的土壤微生物多样性指数Shannon index,Shannon evenness (J’)均无差异性。 3)通过毛竹凋落物与阔叶林土壤的混合培养试验来揭示毛竹林土壤微生物群落形成特征。按重量百分比在阔叶林土壤中分别加入毛竹叶粉末0(对照),1%(处理1),2%(处理2)和4%(处理3)。分别在培养0、2、5、10、20和30周时分析土壤微生物对Biolog GN2微平板内碳源的利用能力来评价土壤微生物的功能多样性变化规律。结果表明,短期内毛竹凋落物提高了土壤微生物群落活性,培养后的土壤DAWC值均显著高于(P0.05)未培养时(即0周);然而,处理1,2和3第20周始土壤微生物DAWC值急剧下降,一直延续至30周时,处理1、2和3的192 h每孔平均吸光值与0周相比分别下降64.8%、55.7%和60.4%;而不加凋落物的对照直到30周时DAWC值才急剧下降,其192 h时DAWC值与0周相比下降40.4%。 从多样性指数看,短期内(10周)各指数没有表现差异,第30周时除对照外其他处理的Shannon指数和Evenes指数均低于前20周;外加竹叶处理的McIntosh指数第20周已明显下降,30周时下降更加明显,而对照在30周时才出现明显下降。外加不同比例的竹叶对土壤微生物多样性指数和均匀度指数无显著影响,但在培养30周时对照各指数反而高于(P0.05)外加竹叶的其他处理。说明长时间内单一凋落物会导致土壤微生物群落结构功能下降。
【学位授予单位】:浙江林学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S714;S795

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【引证文献】
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