【摘要】：植被退化是我國(guó)北方森林生態(tài)系統(tǒng)面臨的一個(gè)廣泛地問(wèn)題,它嚴(yán)重制約了生態(tài)系統(tǒng)保持水源、涵養(yǎng)土地等生態(tài)功能的實(shí)現(xiàn),生物多樣性也因此而受到嚴(yán)重的威脅。大興安嶺林區(qū)的山地草原化是森林退化的主要標(biāo)志,研究山地草原化土壤微生物功能和群落結(jié)構(gòu)變化對(duì)于探索植被退化驅(qū)動(dòng)機(jī)制,進(jìn)而提出山地草原化脆弱生態(tài)系統(tǒng)人工恢復(fù)與重建的優(yōu)化模式,并進(jìn)行試驗(yàn)示范具有重要意義。為此,本試驗(yàn)以大興安嶺加格達(dá)奇林區(qū)三種山地植被退化類(lèi)型(蒙古櫟林、灌木叢和草叢植被群落)為研究對(duì)象,探討了山地草原化過(guò)程土壤養(yǎng)分、酶活、土壤微生物群落功能多樣性和結(jié)構(gòu)分布等方面的變化。主要結(jié)論如下：土壤養(yǎng)分含量變化表明,灌木叢土壤和草叢土壤在含水率、pH、有機(jī)碳、堿解氮、有效磷、速效鉀等方面表現(xiàn)出高度相似性。隨著退化的加劇,土壤有機(jī)碳、堿解氮、有效磷、速效鉀含量遞減,植被退化引起土壤肥力降低。植被退化程度對(duì)土壤酶活性影響明顯不同,脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性均表現(xiàn)為蒙古櫟林灌木叢草叢,即隨著植被退化程度加劇,脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性遞減；過(guò)氧化氫酶活性不隨土壤深度和退化程度發(fā)生變化。利用BiologTM技術(shù)對(duì)不同退化階段土壤微生物功能多樣性的研究發(fā)現(xiàn),三種植被退化類(lèi)型的土壤微生物利用多種碳源的能力存在顯著差異,其中,代表微生物活性的平均顏色變化率(AWCD)在0.25-0.39之間,其大小順序?yàn)楣嗄緟裁晒艡盗植輩?灌木叢和草叢的AWCD差異達(dá)到顯著水平(P0.05)。物種多樣性指數(shù)和碳源豐富度指數(shù)的變化規(guī)律與AWCD相似。三種植被退化類(lèi)型的土壤微生物利用碳源存在較大差異,對(duì)氨基酸類(lèi)碳源的利用表現(xiàn)為蒙古櫟林灌木叢草叢,而對(duì)氨/胺類(lèi)碳源的利用呈現(xiàn)相反趨勢(shì)。說(shuō)明大興安嶺林區(qū)的植被退化引起了土壤微生物群落功能多樣性的下降,減少了有關(guān)碳源底物利用的微生物數(shù)量及活性、降低了微生物對(duì)單一碳源底物的利用能力。為了了解不同植被退化階段根際土壤的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),明確森林植被退化對(duì)土壤細(xì)菌多樣性的影響,采用454焦磷酸測(cè)序技術(shù)對(duì)三種植被退化水平下的根際土壤細(xì)菌群落多樣性進(jìn)行分析。結(jié)果表明,三組根際土壤共得到948個(gè)OTUs,其中共享的OTUs達(dá)到455個(gè)。12個(gè)細(xì)菌類(lèi)群在三組土壤樣品中均有分布,所占百分比大小順序?yàn)椋篜roteobacteria變形菌門(mén)) Acidobacteria(酸桿菌門(mén)) Plantomycetes(浮霉菌門(mén))Firmicutes(厚壁菌門(mén)) Bacteroidetes(擬桿菌門(mén)) Nitrospirae(硝化螺菌門(mén))Chloroflexi(綠彎菌門(mén)) Gemmatimonadetes(芽單胞菌門(mén)) Verrucomicrobia(疣微菌門(mén)) Elusimicrobia(迷蹤菌門(mén)) Chlorobi(綠菌門(mén)) Armatimonadetes(裝甲菌門(mén))。其中Proteobacteria和Acidobacteria為優(yōu)勢(shì)菌群。森林植被退化改變了根際土壤微生物主要類(lèi)群的分布狀況,三個(gè)退化水平下分布差異較大的屬包括Bacillus(芽孢桿菌)、Microvirga(地下微小桿菌)、Gaiella(放線菌)、Acinetobacter(不動(dòng)桿菌)、Granulicella、Rhizomicrobium(副球菌)、Bryobacter和Burkholderia。從豐富度指數(shù)(Chao1和Ace)和多樣性指數(shù)(Shannon和Simpsion)角度分析,蒙古櫟林土壤細(xì)菌群落的豐富度和多樣性均表現(xiàn)為最高,灌木叢次之,草叢最低,說(shuō)明森林植被退化改變了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),降低了碳代謝功能多樣性,降低了土壤微生物群落多樣性。
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【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S154.3;S714.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2272634