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王朗国家级自然保护区森林土壤养分与微生物的分异特征研究

荣兴民  
【摘要】: 川西亚高山林区是长江上游重要的水源涵养和水土保持区,被誉为四川盆地和长江干流重要的“生态屏障”和中国半壁江山的“水塔”。王朗国家级自然保护区位于四川西部平武县境内,是全国建立最早的四个以保护大熊猫等珍稀野生动物及其栖息地为目的的自然保护区之一,它地处全球生物多样性核心地区之一的喜玛拉雅——横断山区,保持了完整的自然生态系统。对这一地区森林土壤的基本生态因子及生态过程进行研究,可以初步了解川西亚高山森林土壤生态系统的退化机理和过程,提出退化暗针叶林土壤生态系统的恢复和重建对策,以期为长江流域的生态安全保障系统的构建提供科学的对策,并能更好的发挥这一地区的生态屏障功能,有利于长江沿线生态环境优化。另外,对川西地域独特的生态环境中土壤微生物、土壤养分及凋落物分解动态等生态因子和生态过程进行研究,可以丰富和拓展我国的土壤生态学的研究领域,发展土壤生态学的理论体系。 2001年10月在王朗自然保护区内设立了3个定位研究样地和4个临时样地,通过多次现场采样与室内实验分析,测定了白桦林、岷江冷杉林、紫果云杉林、绣线菊-羊茅群落、羊茅群落及高山柳灌木丛等6种不同植物群落内土壤微生物三大类群数量、功能微生物数量、土壤养分,并在固定样地内使用埋袋法进行了三个埋藏深度的凋落物分解袋试验,初步研究了枝条、阔叶、针叶等凋落物组分在不同分解阶段所含养分的动态变化。结果表明: 在王朗国家级自然保护区内,不同植物群落,土壤pH和有机质含量存在显著或极显著差异,土壤有机质多集中在A层,并随着土壤深度增加而显著减少。土壤主要微生物数量随土壤深度增加显著减少。不同植植物群落相比较,土壤功能微生物数量在七坪沟羊茅群落(L_1)与大草坪云杉林(G_1)、绣线菊灌丛羊茅群落(G_2)、七坪沟白桦林(G_3)之间有显著差异,七坪沟白桦林(G_3)与高山柳灌丛(L_3)、洗澡塘沟羊茅群落(L_4)之间差异显著,说明植被类型的差异,对土壤微生物数量有一定的影响。 同一林型下不同土壤深度,养分全量差异显著,且随深度增加而显著减小,不同林型植被之间,全磷含量差异显著,全钾含量在高山柳灌丛(L_3)与洗澡塘沟羊茅群落(L_4)之间差异显著,说明植被类型的不同,对土壤养分全量也有一定的影响。另外还发现,土壤厌氧纤维素分解菌数量与土壤含水量,有机质含量显著正相关,而好氧纤维素分解菌数量与pH值呈显著负相关,说明在王朗森林中,土壤含水量高、有机质多能明显促进厌氧纤维素分解菌的生长,而土壤pH高则可以明显抑制好氧纤维素分解菌的生长。 另外,在3个固定样地内(G_1、G_2、G_3),通过埋袋试验,研究了白桦枝条、白桦凋落叶、岷江冷杉凋落叶等3类典型凋落物在3个不同埋藏深度土壤中的分解。结果表明,枝条、针 西南农业八字加04届硕七学位论文摘要 旦旦鱼旦旦旦鱼旦鱼鱼鱼鱼旦鱼鱼里 叶及阔叶凋落物在分解过程中,其N、P、K养分浓度变化有差异,不同埋藏深度的凋落勿, 其养分变化也有差异。但是,同一种凋落物.在相同条件一F,其分解过程中养分浓度的变化 没有明显的规津性,可能的原因是,第一,王朗自然保护区内降雨量较少,年平均温度软低, 凋落物分解较漫,暂时还没有显示出明显的规律性。第二,监涎对司太短。一般凋落物完全 分解都需要5~10年的时间,本研究中只是进行了接近一年的监测,由于受到样地内降雨及 温度的影响,凋落物受到土壤生物的破碎、分解矿化作用的程度较低,因而所测养分的数据 还没有显示出应有的规律性。 将新的微生物生态学方法,如cLpp(Community一level physiologieal pro6les)法、FAMEs (Fatty acid methyl esters)法、pLFAs(phospholipid fatty acids)、陀R结合的变性梯度凝胶电 泳(PeR.DGoE)、TGGE(Temperature脚dient罗1 electrophoresis)、PCR一sSCP(singles佑劝d conformational polymorphism)等,应用于王朗自然保护区土壤微生物种群研究将会取得更好 的效果。建议在研究土壤养分时,应综合考虑凋落物养分含量、周落物分解速率、养分释放 速率、降水养分含量等整个过程。考虑到凋落物分解的长期性,建议长期地、定位地对凋落 物分解过程中的养分动态实行监测与研究。


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