【摘要】：DOM是森林生態(tài)系統(tǒng)中一類十分活躍、重要的化學組分,也是最容易被微生物利用的組分,是微生物代謝重要的物質(zhì)和能量來源,在全球碳循環(huán)過程中起到極其重要的作用。森林轉(zhuǎn)換會直接影響森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫的平衡,導致土壤可溶性有機質(zhì)(DOM)的含量、結(jié)構(gòu)組成及其在土壤中的降解發(fā)生變化,從而影響土壤碳循環(huán)過程。因此本文在中亞熱帶地區(qū)設(shè)立福建三明森林生態(tài)系統(tǒng)與全球變化研究站,研究由米櫧天然林轉(zhuǎn)化而來的闊葉林(米櫧次生林、米櫧人促林)和針葉林(馬尾松人工林、杉木人工林)等林分0-10 cm、10-20 cm土層土壤的DOM為對象,研究其濃度、光譜結(jié)構(gòu)特征和生物降解性。實驗采用水浸提法,同時結(jié)合紫外光譜、熒光光譜、紅外光譜等分析不同林分土壤DOM濃度和光譜結(jié)構(gòu)特征,同時我們進行土壤DOC溶液培養(yǎng)實驗模擬其在土壤中的降解過程,采用雙指數(shù)衰變模型進行擬合,研究土壤DOM的生物降解性。以期更好的了解DOM真實的生物學活性,這也是C循環(huán)動態(tài)模擬的一個重要環(huán)節(jié)。研究結(jié)果表明:(1)森林轉(zhuǎn)換后,各林分土壤DOM含量均發(fā)生變化,闊葉林表層土壤DOC、DON含量大于針葉林,這主要是受到凋落物數(shù)量、土壤有機質(zhì)、土壤微生物等綜合因素的影響。各林分不同土層土壤中DOC、DON濃度差異較大,這主要是由于凋落物和植物根系主要集中于表層土壤,分解后形成腐殖質(zhì)在表層土壤中積累較多。(2)光譜結(jié)果表明森林轉(zhuǎn)換后,闊葉林芳香化指數(shù)、腐殖化指數(shù)顯著高于針葉林,表明其營養(yǎng)物質(zhì)豐富,微生物活性強,土壤有機質(zhì)分解轉(zhuǎn)化較快,微生物代謝產(chǎn)物積累更多。土壤DOM來源主要為外源與微生物來源相結(jié)合,既有地表凋落物、地下根系的輸入;也有內(nèi)部微生物介入、人類活動。三維熒光結(jié)果顯示土壤DOM結(jié)構(gòu)主要為類溶解性微生物代謝產(chǎn)物和類腐殖酸物質(zhì),三維熒光結(jié)果結(jié)合平行因子分析顯示主要包括類腐殖酸物質(zhì)、類蛋白物質(zhì)、類富里酸物質(zhì),說明了土壤DOM結(jié)構(gòu)十分復雜,主要受到微生物和凋落物輸入的影響。米櫧天然林土壤DOM在3700-3000 cm-1、1680-1640 cm-1、1150-1000 cm-1、690-500 cm-1處的相對吸收最強,說明這種林分的土壤DOM結(jié)構(gòu)非常復雜,既含有結(jié)構(gòu)簡單的醇酚類物質(zhì)和結(jié)構(gòu)復雜的羧酸類、芳香類物質(zhì)。(3)闊葉林土壤DOC的降解率在表層土壤顯著高于針葉林,表明了闊葉林土壤DOC易被微生物利用分解的組分比例更大。土壤DOC生物降解培養(yǎng)過程中芳香化指數(shù)、腐殖化數(shù)值變大,表明隨著降解的進行,微生物優(yōu)先利用碳水化合物等易分解組分,芳香類、腐殖類物質(zhì)等有機組分在土壤積累更多,從而使土壤DOM結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。培養(yǎng)結(jié)束后土壤DOC的剩余降解率與土壤DOM溶液初始光譜指標的線性擬合,表明了土壤光譜指標可在一定程度上解釋土壤DOC的生物降解性。
【學位授予單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S714
【圖文】：

圖２－１研究技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｓｔｕｄｙ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋Ｒｏａｄｍａｐ逡逑

Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｏｉｌ邋ｍｉｃｒｏｂｉａｌ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｏｆ邋ｅａｃｈ邋ｓｔａｎｄ逡逑３．２不同林分土壤ＤＯＣ、ＤＯＮ．含量逡逑如圖３－２所示，米櫧人促林０－１０邋ｃｍ邋土壤可溶性有機碳濃度均顯著高于其他林分逡逑土壤，各林分0＿１0邋ｃｍ邋土壤的可溶性有機碳濃度從大到小排列為：米櫧人促林＞米櫧逡逑次生林＞米櫧天然林＞杉木人工林＞馬尾松人工林。１０－２０邋ｃｍ邋土層中，各林分土壤可逡逑溶性有機碳濃度顯著。米櫧次生林土壤可溶性有機氮含量顯著高于其他林分。逡逑１９逡逑

邐ＮＦ邋ＳＦ邋ＡＲ邋ＰＭ邋ＣＦ逡逑林分類型逡逑圖３－１各林分土壤微生物量逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｏｉｌ邋ｍｉｃｒｏｂｉａｌ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｏｆ邋ｅａｃｈ邋ｓｔａｎｄ逡逑３．２不同林分土壤ＤＯＣ、ＤＯＮ．含量逡逑如圖３－２所示，米櫧人促林０－１０邋ｃｍ邋土壤可溶性有機碳濃度均顯著高于其他林分逡逑土壤，各林分0＿１0邋ｃｍ邋土壤的可溶性有機碳濃度從大到小排列為：米櫧人促林＞米櫧逡逑次生林＞米櫧天然林＞杉木人工林＞馬尾松人工林。１０－２０邋ｃｍ邋土層中，各林分土壤可逡逑溶性有機碳濃度顯著。米櫧次生林土壤可溶性有機氮含量顯著高于其他林分。逡逑１９逡逑

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本文編號：2762054