【摘要】：土壤微生物群落不僅是生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分,而且是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的積極參與者,對于維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性具有不可替代的作用。然而,土壤微生物群落是生態(tài)系統(tǒng)中對環(huán)境最為敏感的生物之一,其結(jié)構(gòu)和活性受到各種生物與非生物環(huán)境因子及其交互作用的控制,因而理解土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和酶活性隨環(huán)境因子的變化特征,對于理解環(huán)境因子主導(dǎo)的土壤生態(tài)系統(tǒng)過程具有十分重要的意義。海拔變化能夠在較短距離范圍內(nèi)引起氣候、植被組成和土壤特性等生物與非生物因子的顯著變化,從而對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和活性產(chǎn)生有分異的綜合影響。岷江流域是長江上游的重要水資源保護(hù)核心區(qū),在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、保育生物多樣性、涵養(yǎng)水源和指示氣候變化等方面具有突出的生態(tài)戰(zhàn)略地位。同時(shí),流域內(nèi)海拔梯度變化大,垂直氣候分異明顯,從高海拔到低海拔依次分布著高山荒漠、亞高山/高山草甸、高山森林、亞高山森林、干旱河谷-山地森林交錯(cuò)帶植被、干旱河谷灌叢和常綠闊葉林等植被類型,這為在較小的區(qū)域范圍研究土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對氣候變化的響應(yīng)提供了天然實(shí)驗(yàn)室。因此,本研究以岷江流域海拔梯度上(442 m～3994 m)的7個(gè)典型植被為研究對象,采用土柱原位培養(yǎng)法,研究了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、生物量和酶活性隨海拔和關(guān)鍵時(shí)期的變化特征,從而為進(jìn)一步揭示海拔梯度主導(dǎo)的土壤生態(tài)系統(tǒng)過程提供科學(xué)依據(jù)。研究表明:土壤微生物各類群PLFAs含量隨著海拔升高呈現(xiàn)出先減少到1565m后增加,至3028m后再減少到3593m其后一直增加到3994m的變化趨勢,各海拔差異顯著。土壤微生物總PLFAs含量和細(xì)菌PLFAs含量在土壤有機(jī)層表現(xiàn)為亞高山森林高山草甸中亞熱帶森林高山森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶北亞熱帶森林干旱河谷,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為高山草甸中亞熱帶森林高山森林北亞熱帶森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶亞高山森林干旱河谷;土壤真菌在土壤有機(jī)層表現(xiàn)為亞高山森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶高山草甸干旱河谷高山森林中亞熱帶森林北亞熱帶森林,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為干旱河谷—森林交錯(cuò)帶高山草甸干旱河谷高山森林亞高山森林北亞熱帶森林中亞熱帶森林;土壤革蘭氏陽性菌在土壤有機(jī)層表現(xiàn)為高山草甸亞高山森林中亞熱帶森林高山森林北亞熱帶森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶干旱河谷,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為高山草甸中亞熱帶森林高山森林北亞熱帶森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶亞高山森林干旱河谷;土壤革蘭氏陰性菌表現(xiàn)為高山草甸亞高山森林中亞熱帶森林高山森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶北亞熱帶森林干旱河谷,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為高山草甸高山森林中亞熱帶森林北亞熱帶森林亞高山森林干旱河谷干旱河谷—森林交錯(cuò)帶。表征土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的土壤微生物真菌/細(xì)菌和革蘭氏陽性菌/陰性菌在各時(shí)期隨海拔的變化趨勢并不統(tǒng)一。土壤微生物真菌/細(xì)菌在土壤有機(jī)層表現(xiàn)為干旱河谷亞高山森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶高山草甸高山森林北亞熱帶森林中亞熱帶森林,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為干旱河谷—森林交錯(cuò)帶干旱河谷亞高山森林高山草甸高山森林北亞熱帶森林;革蘭氏陽性菌/陰性菌在土壤有機(jī)層表現(xiàn)為干旱河谷北亞熱帶森林高山森林干旱河谷—森林交錯(cuò)帶亞高山森林中亞熱帶森林高山草甸,礦質(zhì)土壤層表現(xiàn)為亞高山森林高山森林干旱河谷干旱河谷—森林交錯(cuò)帶北亞熱帶森林中亞熱帶森林高山草甸。土壤微生物總PLFAs含量和土壤細(xì)菌與海拔、土壤含水量、土壤有機(jī)碳和土壤全氮顯著正相關(guān),與土壤全磷顯著負(fù)相關(guān),土壤細(xì)菌還與土壤凍融循環(huán)顯著相關(guān)。土壤真菌與海拔、土壤含水量、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān)。土壤微生物真菌/細(xì)菌與土壤溫度顯著相關(guān)。土壤革蘭氏陽性菌與海拔、土壤含水量、凍融循環(huán)頻次、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān),與土壤溫度顯著負(fù)相關(guān)。土壤微生物陰性菌與海拔、土壤含水量、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān)。土壤革蘭氏陽性菌/陰性菌與土壤含水量、溫度和有機(jī)碳顯著負(fù)相關(guān),與土壤凍融循環(huán)頻次顯著相關(guān)。土壤微生物生物量碳氮隨著海拔升高呈現(xiàn)出先減少到1565m后增加,至3028m后再減少到3593m其后一直增加到3994m的變化趨勢,各海拔差異顯著。海拔梯度和采樣時(shí)間顯著影響土壤微生物生物量碳氮。土壤微生物生物量碳氮與海拔、土壤含水量、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān),與土壤全磷顯著負(fù)相關(guān)。土壤微生物生物量碳氮比與海拔和土壤凍融循環(huán)顯著負(fù)相關(guān)。土壤酶活性海拔梯度上的變化同土壤微生物生物量碳氮的趨勢相一致,呈現(xiàn)出先減少到1565m后增加,至3028m后再減少到3593m其后一直增加到3994m的變化趨勢。土壤蔗糖酶活性與海拔、土壤含水量、凍融循環(huán)頻次、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān),與土壤溫度顯著負(fù)相關(guān)。土壤脲酶和酸性磷酸酶活性與海拔、土壤含水量、有機(jī)碳和全氮顯著相關(guān),與土壤全磷顯著負(fù)相關(guān)。綜上所述,在岷江流域,隨著海拔高度的增加,土壤微生物各類群PLFAs含量、微生物生物量和土壤酶活性總體上呈現(xiàn)出由中亞熱帶常綠闊葉林減少直到干旱河谷,隨后增加到亞高山森林再減少至高山森林,再次增加到高山草甸的波動(dòng)變化特征,且各海拔梯度差異顯著,土壤含水量、有機(jī)碳、全氮、溫度、全磷是造成這種空間分異格局的主要控制因子。同時(shí),土壤微生物各類群PLFAs含量、微生物生物量和土壤酶活性在各海拔的季節(jié)動(dòng)態(tài)差異顯著,這種顯著差異是由土壤水熱條件和養(yǎng)分含量的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化共同作用的結(jié)果。因此,海拔梯度和季節(jié)變化不僅直接作用于土壤微生物各類群PLFAs含量、微生物生物量和土壤酶活性,還通過改變環(huán)境因子、水熱狀況、植被組成和土壤理化性質(zhì)間接影響和改變土壤微生物各類群PLFAs含量、微生物生物量和土壤酶活性。這為探討海拔梯度效應(yīng)和環(huán)境因子對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、生物量和酶活性的作用,深入地理解土壤生物化學(xué)過程提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S154.3

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2 田琳;張s，

本文編號：2664918