松嫩草地不同植物功能群土壤细菌碳源利用的研究

【摘要】：在草地生态系统中,地上植物与地下土壤细菌群落之间紧密联系,植物群落的组成及其结构变化往往也可导致土壤细菌群落功能的改变。通过Biolog指纹解析不同植被类型土壤细菌群落功能差异,可以探讨草地植物群落和土壤细菌群落之间的关系,明确土壤细菌功能多样性对外界变化条件的敏感程度,在维持草地生态系统功能的稳定和发展上有重要意义。本试验以松嫩放牧草地为研究地点,利用Biolog-ECO技术,研究比较了放牧前后不同植物功能群土壤细菌碳源利用差异。研究结果表明:(1)通过植物群落组成对比分析表明,羊草、禾草、豆科植物和杂类草功能群中,各植物群落植物组成和群落结构具有明显差异。群落之间的高度、盖度、密度和地上生物量之间各不相同。羊草功能群中,4个群落特征指标之间均存在显著差异(P0.05);其中,羊草群落的高度、密度和地上生物量最大,盖度仅低于拂子茅群落;委陵菜群落的密度最低;蒙古蒿群落的高度、盖度和地上生物量最低。禾草功能群中,群落间高度、盖度和地上生物量之间存在显著差异(P0.05);牛鞭草群落的高度和地上生物量最大,狗尾草群落的盖度和密度最大。豆科植物功能群中,4个群落特征指标之间均存在显著差异(P0.05);其中,羊草群落的盖度、密度和地上生物量最大,胡枝子群落的高度最高。杂类草功能群中,群落间盖度、密度和地上生物量之间存在显著差异(P0.05);全叶马兰群落的密度和地上生物量最大,碱地肤群落的高度和盖度最大。与放牧前植物群落进行对比,植物群落特征变化明显,群落丰富程度略降低。(2)通过对不同植物群落土壤细菌碳源利用情况分析表明,各植物群落土壤细菌对碳源的利用情况均随培养时间的延长而升高,土壤细菌对碳源利用情况的AWCD值变化曲线各不相同。各植物功能群内的植物群落组成发生变化,土壤细菌对碳源的利用程度也不同,但无明显规律性变化。随着植物群落结构改变,其土壤细菌对碳源的利用程度发生明显差异,土壤细菌群落的丰富度与均匀度也发生一定变化。对不同碳源的利用上来看,各植物群落利用碳源的种类与数量各不相同,放牧后群落土壤细菌利用碳源的种类和数量更为广泛。所有植物群落土壤细菌均对糖类和氨基酸这两大类碳源的利用最好。在土壤理化性质方面,同一植物功能群中,不同植物群落间5种土壤理化指标各不相同;RDA分析表明,有机质含量对土壤细菌碳源利用的影响最大。(3)通过对5类植物功能群对土壤细菌功能多样性影响的分析表明:5类植物功能群土壤细菌碳源利用情况各有差异,羊杂草功能群土壤细菌碳源利用率最高,豆科植物功能群最低。通过RDA分析研究影响土壤细菌群落群落功能多样性的主要因素,表明土壤中全氮和有机质含量对土壤细菌的碳源利用率的影响最大。在对碳源的利用上,5类植物功能群均对糖类和氨基酸类碳源有较好的的利用,对胺类的利用较差;羊杂草和杂类草功能群土壤细菌对碳源的利用情况明显高于其他3类功能群,且利用碳源的种类和数量最多,土壤细菌群落的丰富度与均匀度最高。