收藏本站
《陕西师范大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

子午岭植物群落演替与土壤养分及微生物群落的关系

梁健  
【摘要】:森林次生演替是诸多生态因子协同演变的过程。由于植物群落、土壤微生物群落和土壤养分在森林物质循环和能量流动中的关键地位,研究演替过程中三者变化特征及协同关系,对于森林次生演替规律和机制的认识理解及退化森林生态系统的恢复、重建和科学管理均具有重要意义。 本研究以黄土高原子午岭撂荒地→草地→灌草地→天然次生森林(次生林包括演替早期阶段、过渡阶段和顶级阶段的森林群落)演替过程中处于不同演替阶段的群落为研究对象;运用植物群落生态学、土壤微生物生态学(T-RFLP和Biolog分析等)和土壤学等研究技术;分别以植物群落、土壤微生物群落和土壤养分组成为变量,借助多元数理统计分析手段,研究黄土高原天然次生林演替过程中,植物群落、土壤养分及微生物群落的变化特征及协同关系。主要成果如下: 1.撂荒地至森林群落的次生演替过程中,植物群落总体多样性、土壤多数养分指标及综合肥力均表现为增长变化趋势;土壤总体微生物群落多样性表现为,草地最高,森林和灌草地相似,撂荒地最低。不同森林群落间,上述指标的变化均未反映出不同森林群落间的演替关系:而土壤总体微生物群落多样性则是演替高级阶段的森林群落高于早期阶段。 2.分别就植物群落和土壤微生物群落而言,不同植被类型间多样性的平均值愈高,在演替过程中的波动性愈小;反之则大。波动性大小一定程度反映植物群落(或不同生长型)和微生物群落在演替过程中的稳定性程度。植物群落中,受外界环境影响较大的生长型(如草地群落的草本层和森林群落的乔木层),多样性较低;而受影响较小的生长型(如森林群落的草本层和灌木层),多样性较高。微生物群落中,0-10cm和10-20cm层土壤受植被演替变化的影响较大,多样性较高;而20-40cm层土壤受影响较小,多样性较低。 3.森林演替过程中植物群落总体多样性大小表现为:顶级群落(辽东栎林)灌草地草地;在顶极群落中,多样性大小表现为:草本层+灌木层+乔木层草本层+灌木层草本层。二者间的对应关系说明:“顶极群落是一个由演替系列组成的复合体”,即森林植物群落多样性的垂直空间变化一定程度上反映了其演替的时间进程。 4.森林演替过程中土壤总体微生物群落多样性的变化趋势与植物群落草本层相似;而在不同森林群落间,土壤总体微生物群落多样性则与凋落物积累量的变化趋势相似。植物群落根系和凋落物等是影响土壤微生物群落多样性的重要环境因子。 5.植被进展演替促进了土壤肥力的恢复和增加;表层土壤肥力受影响更大,并决定了土壤总体肥力的大小和变化。植被演替的过程也是不同土层肥力大小分化的过程:土壤由深层至浅层的肥力变化(增高)过程与由早期植被演替阶段(撂荒地)至高级阶段(森林群落)的肥力变化(增高)过程相对应,即土壤肥力的垂直空间变化过程同样与其水平时间演替过程基本对应。 6.植被演替过程中植物群落多样性、土壤微生物群落MBC和土壤肥力相互之间均存在显著正相关关系。植物群落多样性和生物量的增加丰富了土壤养分种类,满足了微生物对土壤养分的不同需求,因而土壤MBC和肥力水平随着演替过程得以提高,这进一步说明自肥作用是天然植物群落肥力形成和积累的重要机制。 7.采用“数据挖掘”领域“不同聚类结果间相似性比较”的方法,研究植物群落组成与土壤养分间的关系,可以在一定程度上揭示植物群落演替对不同深度土壤养分组成的影响。地上植物群落结构愈相似,地下土壤养分及微生物学特征就会愈加相似。 8.不同凋落叶成分分别作用于撂荒地土壤后,微生物群落对31种碳源的利用出现明显分异,生理活性和功能多样性均发生了改变。辽东栎与油松凋落叶分别处理后的土壤,碳源利用特征较为相似,而白桦凋落叶处理的土壤则更加相似于撂荒地;辽东栎凋落叶对土壤微生物生理活性和功能多样性的促进作用最大,油松次之,白桦最小,这种由大至小的变化与辽东栎林、油松林和白桦林群落所处的由高级至低级的演替阶段相对应。在林业实践中,可以尝试用森林优势树种凋落叶成分等事先处理退耕还林地土壤,由于微生物活性和多样性的改善,可能促进乔木幼苗的成活和生长,加速森林恢复演替的进程。 9.以往研究表明,辽东栎具有比油松更强的竞争力,辽东栎林是演替的顶级,而油松林是亚顶级,推测油松林有可能最终发展为辽东栎林。本研究结果从“植-土”关系的角度支持了上述推测。经辽东栎-油松凋落叶处理后的土壤,其微生物碳源利用特征与辽东栎凋落叶单独处理的土壤更加相似,辽东栎对土壤微生物群落特征的决定作用可能更强,认为当演替高级阶段植物辽东栎侵入油松林中时,起初会处于劣势地位,逐渐地它可能通过其自身(如凋落物成分等)对土壤微生物群落特征的决定和改造优势,不断扩大影响范围,逐渐改变油松林原有土壤的微生物结构和功能特征,使土壤环境变得更有利于辽东栎的定居和生长,最终导致油松林演替为辽东栎林。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q948

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王苑;气候变化背景下土壤微生物群落对干旱和大气CO_2倍增的响应[D];东华大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张成娥,陈小利;黄土丘陵区不同撂荒年限自然恢复的退化草地土壤养分及酶活性特征[J];草地学报;1997年03期
2 鲁海燕;徐艾诗;曹靖;;微生物多样性对植物群落影响的研究进展[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年03期
3 金剑;王光华;陈雪丽;刘晓冰;Stephen J Herbert;;Biolog-ECO解析不同大豆基因型R1期根际微生物群落功能多样性特征[J];大豆科学;2007年04期
4 邹厚远,刘国彬,王晗生;子午岭林区北部近50年植被的变化发展[J];西北植物学报;2002年01期
5 李裕元,邵明安;黄土高原子午岭森林群落演替与结构特征演化[J];西北植物学报;2003年05期
6 周择福,王延平,张光灿;五台山林区典型人工林群落物种多样性研究[J];西北植物学报;2005年02期
7 白文娟,焦菊英,马祥华,温仲明,焦峰;黄土丘陵沟壑区退耕地自然恢复植物群落的分类与排序[J];西北植物学报;2005年07期
8 汪超;王孝安;郭华;范玮熠;朱志红;;黄土高原马栏林区主要森林群落物种多样性研究[J];西北植物学报;2006年04期
9 田丽;王孝安;郭华;朱志红;;黄土高原马栏林区优势种幼苗与其种群径级结构的演替研究[J];西北植物学报;2006年12期
10 方坚;王孝安;郭华;朱志红;;黄土高原马栏林区辽东栎林种内、种间竞争研究[J];西北植物学报;2007年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁红侠,耿明;低分子有机酸对土壤氟吸附的影响[J];安徽教育学院学报;2005年03期
2 杨力,于淑芳,宋国菡,张民,丁光国;山东高产粮田腐殖质组成特征及影响因子研究[J];山东农业科学;2000年01期
3 董晓霞,郭洪海,孔令安;滨海盐渍地种植紫花苜蓿对土壤盐分特性和肥力的影响[J];山东农业科学;2001年01期
4 蒋庆功,万广华,李涛;蔬菜主产区耕地管理与质量状况调查[J];山东农业科学;2003年06期
5 孟庆华;李根英;王吉光;王刚;张延亮;;山东褐土高产农田的供磷特性[J];山东农业科学;2005年06期
6 陈建美;蔡葵;赵征宇;柳伟英;;地膜覆盖对青花菜吸肥特性的影响[J];山东农业科学;2005年06期
7 王嘉;王仁卿;郭卫华;;重金属对土壤微生物影响的研究进展[J];山东农业科学;2006年01期
8 葛晓轩;孟庆华;李根英;;泰安、威海棕壤高产农田的供磷特性[J];山东农业科学;2006年05期
9 江丽华;刘兆辉;张文君;陈清;郑福丽;王梅;林海涛;;高产条件下大葱干物质积累和养分吸收规律的研究[J];山东农业科学;2007年01期
10 朱同彬;诸葛玉平;刘少军;娄燕宏;;不同水肥条件对土壤酶活性的影响[J];山东农业科学;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡春艳;陶乐明;刘枫;赵俊兰;;安徽沿江地区水稻施钾效应研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
2 马海燕;徐瑾;孙霞;朱翠英;郑成淑;;非洲菊连作对土壤理化性状与生物性状的影响[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 赵娜;郝培尧;晏海;董丽;;北京市城区道路绿化调查分析[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
4 张楠;郝培尧;晏海;董丽;;北京市城区行道树多样性及种类构成研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
5 孙清芳;刘延坤;邵英男;刘玉龙;刘广菊;田松岩;;小兴安岭森林土壤环境差异性研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
6 王锐萍;刘强;林开豪;薛宁;文艳;;尖峰岭凋落物分解过程微生物动态变化[A];廿一世纪微生物学发展前沿与应用新技术研讨会论文摘要集[C];2003年
7 张玉;宋翠艳;刘海涛;孙伟男;;达里诺尔湖和岗更湖瓦氏雅罗鱼血液生理指标的研究[A];第三届全国现代生态渔业管理与技术研究[C];2011年
8 乔成军;;关于沈北防沙治沙植树造林情况的调查和思考[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
9 盛承发;;生态学基本概念的发展[A];青年生态学者论丛(一)[C];1991年
10 王四宝;鲍丙芳;樊美珍;李增智;;鹞落坪国家级自然保护区虫生真菌群落结构及物种多样性[A];《中国虫生真菌研究与应用》(第五卷)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘刚;淮河流域峒柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
2 刘刚;淮河流域桐柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
3 张凯;园林绿地生态系统养分动态及其利用效率研究[D];安徽农业大学;2010年
4 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
5 张俊忠;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;2010年
7 李文金;亚高寒草甸弃耕地恢复演替过程及其生态学机制研究[D];兰州大学;2010年
8 王晓静;红松种群数学模型及其动力学行为研究[D];北京林业大学;2011年
9 熊李虎;鸟类及其群落对崇西湿地生态恢复和生境重建的响应[D];华东师范大学;2011年
10 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李素霞;蔬菜—土壤系统镉与硝酸盐复合污染效应研究[D];华中农业大学;2010年
2 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
3 邓华堂;缺须盆唇鱼的生物学及其资源量研究[D];华中农业大学;2010年
4 乐丽鑫;耕作方式对稻田土壤有机碳库的影响[D];华中农业大学;2010年
5 鲜莹;高效产胞外酶菌株的筛选及其对鱼塘水体有机N、P的转化作用[D];华中农业大学;2010年
6 聂斌斌;水土保持生态修复区域差异研究[D];华中农业大学;2010年
7 罗佳;枫香人工林凋落物分解速率及其对土壤养分的影响[D];中南林业科技大学;2009年
8 郝艳;油茶林土壤微生物、酶活性研究及高效解磷菌的筛选[D];中南林业科技大学;2009年
9 吴珊珊;合肥环城公园不同群落类型碳贮量特点[D];安徽农业大学;2010年
10 李文娟;皖河滩地杨树造林模式及其修枝短期效应研究[D];安徽农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯鹏程;;上海松江农田土壤20年养分变化研究[J];安徽农业科学;2010年12期
2 富宏霖;王生荣;韩士杰;张军辉;张宏浩;戴冠华;;土壤干湿交替对长白山阔叶红松林土壤微生物活性与区系的影响[J];东北林业大学学报;2009年07期
3 赵光影;刘景双;王洋;周嘉;;CO_2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响[J];地理与地理信息科学;2011年02期
4 贾夏;韩士杰;赵永华;周玉梅;;高浓度CO_2对红松根际及根外土壤微生物群落结构的影响[J];环境科学学报;2006年11期
5 林伟宏,张福锁,白克智;大气CO_2浓度升高对植物根际微生态系统的影响[J];科学通报;1999年16期
6 王龙昌,玉井理,永田雅辉,长友由隆;水分和盐分对土壤微生物活性的影响[J];垦殖与稻作;1998年03期
7 王慧;王远鹏;林琦;施积炎;陈英旭;;应用PCR-DGGE研究铜冶炼厂附近根际土壤微生物生态变化[J];农业环境科学学报;2006年04期
8 丁菡;胡海波;王人潮;;半干旱区土壤酶活性与其理化及微生物的关系[J];南京林业大学学报(自然科学版);2007年02期
9 江培福;雷廷武;刘晓辉;武阳;李鑫;王全九;;用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究[J];农业工程学报;2006年07期
10 马悦欣,Carola Holmstrm,Jeremy Webb,Staffan Kjelleberg;变性梯度凝胶电泳(DGGE)在微生物生态学中的应用[J];生态学报;2003年08期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付艳芳,唐李斐,万军庭,钟靖;细菌的信息交流[J];氨基酸和生物资源;2004年04期
2 董世仁 ,沈国舫 ,聂道平;油松人工林养分循环的研究 Ⅱ.油松人工林养分元素的动态特性[J];北京林业大学学报;1986年01期
3 刘春江;北京西山地区人工油松栓皮栎混交林生物量和营养元素循环的研究[J];北京林业大学学报;1987年01期
4 高保嘉,张执中,李镇宇;封山育林对植物群落结构及多样性的影响[J];北京林业大学学报;1992年02期
5 刘强,彭少麟,毕华,张洪溢,李志安,马文辉,李妮亚;热带亚热带森林凋落物交互分解的养分动态[J];北京林业大学学报;2005年01期
6 孙长忠,黄宝龙,陈海滨,刘增文,温仲明;黄土高原人工植被与其水分环境相互作用关系研究[J];北京林业大学学报;1998年03期
7 吴东丽;上官铁梁;张金屯;薛红喜;;滹沱河流域湿地植被的物种多样性研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2006年02期
8 张成娥,陈小利;黄土丘陵区不同撂荒年限自然恢复的退化草地土壤养分及酶活性特征[J];草地学报;1997年03期
9 安韶山,黄懿梅,郑粉莉;黄土丘陵区草地土壤脲酶活性特征及其与土壤性质的关系[J];草地学报;2005年03期
10 胡发成;于天明;段军红;马更尕;;祁连山东部北坡植被垂直分布特征及保护措施[J];草业科学;2007年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 尚蓓;松山林区木腐菌与两类主要林型土壤真菌的研究[D];北京林业大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Бухарин О.В.;高仕瑛;;微生物的溶菌酶活性[J];国外医药.抗生素分册;1982年06期
2 徐敏娟;王志跃;;微生物总DNA的提取[J];草业科学;2008年05期
3 刘新春,吴成强,张昱,杨敏,李红岩;PCR-DGGE法用于活性污泥系统中微生物群落结构变化的解析[J];生态学报;2005年04期
4 金敏;李君文;;基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用[J];微生物学通报;2008年09期
5 叶姜瑜,罗固源;遗传指纹图谱技术对微生物群落的分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期
6 陈燕飞;;微生物在好氧活性污泥法处理水污染中的作用[J];科技情报开发与经济;2007年07期
7 黄磊;李丹;谢玉娟;马挺;梁凤来;刘如林;李国强;;石油污染海域的微生物群落及烃的降解[J];微生物学通报;2007年02期
8 林魁;;浅谈微生物基因组的进化研究[J];生物学通报;2008年05期
9 鲁智林;王策;苏维强;;微生物培养技术初探[J];中国高新技术企业;2009年09期
10 柏耀辉;孙庆华;温东辉;唐孝炎;;分子生态技术在微生物硝化及反硝化研究中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘五星;骆永明;余冬梅;滕应;李振高;;油泥的预制床修复及其微生物群落变化[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
2 赵立平;;分子生态学与微生物群落的动力学监测、结构解析及功能调控[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
3 刘娟;田永强;高丽红;;夏季填闲作物对温室黄瓜连作土壤微生物群落的影响[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
4 赵立平;;生态基因组学与复杂微生物群落的结构解析[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年
5 滕应;骆永明;李振高;;重金属复合污染农田土壤微生物群落遗传多样性研究[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
6 薛凯;齐鸿雁;张洪勋;;应用PLFA方法比较分析我国农田土壤的微生物群落结构信息[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
7 刘波;郑雪芳;林营志;兰江林;林斌;叶耀辉;罗仰奋;;零排放猪场基质垫层微生物群落脂肪酸生物标记多样性分析[A];中国微生物学会《第二届全国农业微生物研究及产业化研讨会》和《第十一届全国杀虫微生物学术研讨会》暨《湖北省暨武汉市微生物学会和内蒙古微生物学会2008年会》论文摘要[C];2008年
8 刘杏忠;车永胜;向梅春;;关于真菌群落研究的新思考[A];中国菌物学会第四届会员代表大会暨全国第七届菌物学学术讨论会论文集[C];2008年
9 薛凯;罗海峰;齐鸿雁;张洪勋;;用磷脂脂肪酸(PLFA)技术分析汞对黑壤微生物群落的影响[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
10 刘新春;吴成强;杨清香;杨敏;;PCR-DGGE方法的建立及其在微生物生态群落分析中的应用探讨[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 梁淡丽 记者 刘传书;中外科学家全方位分析全球微生物群落[N];科技日报;2011年
2 余剑峰 王谦;投资环保:自己赚钱 世界洁净[N];经理日报;2003年
3 记者 贾少强 通讯员 王静思;华大基因参与重大研究项目[N];深圳商报;2011年
4 济南亿安生物研究所高级工程师 娄学敏;奇妙的微生物——CM[N];中国畜牧水产报;2000年
5 ;天士力做强“大健康产业”[N];天津日报;2009年
6 CBN记者 李一帆;绿色茅台:环境护企书写国酒使命[N];第一财经日报;2009年
7 记者 赵丽娜 通讯员 张怀平;污染减少了 效益提高了[N];蚌埠日报;2010年
8 罗雪莲;肖尔布拉克酒香何来[N];经理日报;2005年
9 马学敏;性道德让女性受益[N];中国人口报;2002年
10 记者 王庆 通讯员 王军;生活污水生物集成处理技术通过专家评估[N];中国建设报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢建平;功能基因芯片(GeoChip)在两种典型环境微生物群落分析中应用的研究[D];中南大学;2011年
2 胡晓娟;广东典型海域微生物群落特征分析[D];暨南大学;2013年
3 张瑞福;有机磷农药长期污染土壤的微生物分子生态效应[D];南京农业大学;2004年
4 赵勇;应用分子生物学技术解析不同处理状况下土壤微生物群落结构的变化[D];南京农业大学;2005年
5 郁红艳;农业废物堆肥化中木质素的降解及其微生物特性研究[D];湖南大学;2007年
6 韩雪梅;地上植物、地球化学元素及电池污染对土壤微生物群落特征的影响[D];山东大学;2007年
7 何艳;五氯酚的土水界面行为及其在毫米级根际微域中的消减作用[D];浙江大学;2006年
8 邢德峰;产氢—产乙醇细菌群落结构与功能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 邓欢欢;农村富营养化天然水体的人工湿地净化机理研究[D];同济大学;2007年
10 宗文明;暗—光耦联两步法生物制氢及相关技术的研究[D];安徽农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李天婵;古井酿酒微生物群落快速定量技术的初步研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 卢舒娴;养猪发酵床垫料微生物群落动态及其对猪细菌病原生防作用的研究[D];福建农林大学;2011年
3 陈智学;土霉素对酶活性及微生物群落代谢的影响[D];西北农林科技大学;2013年
4 金辰;施肥对红壤肥力和微生物群落及土壤功能的影响[D];南京农业大学;2013年
5 袁翠霖;罗非鱼养殖系统微生物群落生态研究及潜在有益菌的筛选[D];暨南大学;2011年
6 张华;基于T-RFLP技术的肉鸡消化道微生物群落多样性的研究[D];中国农业科学院;2011年
7 张阳;普洱茶发酵过程中微生物群落结构动态分析[D];天津科技大学;2012年
8 刘麟;基于k-tuple频度统计的微生物群落测序数据分析[D];厦门大学;2014年
9 王秀丽;重金属复合污染对土壤环境微生物群落的影响机理研究[D];浙江大学;2002年
10 刘丽;转抗菌肽D烟草对其周围微生物群落的影响[D];福建农林大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026