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《中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心》 2017年
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黄土丘陵区典型植被类型土壤微生物及异养呼吸特征

田琴  
【摘要】:自黄土高原地区大规模的实施了植被恢复以来,生态环境得到了大幅度的改善。植被恢复不仅可以保持水土,而且可通过土壤-植物之间的相互作用,改变土壤生态系统的生产力及改善土壤养分状况。研究植被恢复后不同植被类型下的土壤特点,是进一步认识生态系统结构和功能的基础,对于预测土壤生态系统功能对环境因子的响应规律、为黄土高原区植被类型优选有着重要的理论和现实意义。以陕西延安黄土丘陵区4种植被类型(人工刺槐林、天然侧柏林、天然辽东栎林、天然灌丛)为研究对象,以裸地作为对照,分析了土壤微生物生物量碳、氮含量、细菌和真菌的丰度及其与土壤基本化学性质的关系,探讨土壤微生物群落结构的主要影响因素和驱动力。结果表明:(1)4种植被类型的土壤质量较之裸地都有不同程度的改善;植被类型相似,土壤的化学性质也相似。本研究中天然辽东栎林在土壤养分的累积上优于人工刺槐林;与林地相比,裸地的土壤养分比较贫瘠。人工刺槐林的有机质、总氮和土壤碳氮比含量显著低于其他天然林地的含量(P0.05)。(2)不同植被类型,土壤养分状况不同,土壤微生物生物量也有较大差异。土壤养分的总体变化趋势为:天然林人工林裸地。土壤养分和微生物生物量表现出一致的趋势:天然林与灌丛最高,人工林次之,裸地最低。土壤微生物生物量碳、氮与土壤有机质、总氮和土壤有效磷呈显著正相关(P0.01)。(3)裸地土壤的细菌丰度最低,细菌丰度与土壤养分状况呈显著正相关(P0.05);人工刺槐林真菌含量显著低于天然辽东栎林,真菌与土壤养分无显著相关性,与土壤pH显著负相关(P0.05)。(4)细菌的优势门包括变形菌门(42.35%),放线菌(15.61%),酸杆菌(13.32%),拟杆菌(8.43%)和芽单胞菌(6.0%)。真菌优势门为子囊菌(40.39%),担子菌(38.01%)和接合菌(16.86%)。典范对应分析和冗余分析结果显示,土壤细菌和真菌群落都可以按照植被类型进行聚类。其中,细菌群落的主要驱动因子是土壤有机质,而真菌的主要驱动因子是土壤有效磷。该研究结果表明,植被类型不同可以导致土壤质量的差异,二者对土壤微生物群落组成具有控制作用,微生物的群落组成在一定程度上可以反映土壤质量状况。两典型林分(天然辽东栎林和人工刺槐林)的土壤呼吸强度在25oC时最大,且天然辽东栎林的土壤呼吸强度要高于人工刺槐林。天然辽东栎林土壤呼吸温度敏感性(1.630)略高于人工刺槐林(1.572)土壤呼吸强度均随着土壤湿度的升高先增强后降低,二者趋势均表现为60%时最高。
【学位授予单位】:中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S714

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