【摘要】：中國亞熱帶土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力大,土地利用類型多樣。近年來,本區(qū)土地利用變化強烈影響土壤有機質(zhì)結(jié)構(gòu)和微生物群落,進而影響土壤C循環(huán)和C庫平衡。選取中亞熱帶湘東丘陵區(qū)花崗巖紅壤4種不同土地利用方式(天然林以及由此轉(zhuǎn)變而來的人工林、板栗園和坡耕地)為研究對象,采用自制土鉆按20 cm深度分層采集1 m深土壤剖面土壤樣品,通過室內(nèi)譜學(xué)分析技術(shù)(紫外—可見光譜、中紅外吸收光譜、熒光光譜、質(zhì)譜),研究土地利用變化對花崗巖紅壤有機質(zhì)及其活性組分化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響：利用薰蒸浸提、平板涂抹計數(shù)和磷脂脂肪酸分析(PLFA)技術(shù),研究土地利用變化對花崗巖紅壤微生物及其群落的影響。本研究旨在為亞熱帶丘陵紅壤資源的合理利用和土地利用方式科學(xué)調(diào)整提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù),結(jié)果表明：(1)土壤有機質(zhì)的居里點熱裂解—氣相色譜/質(zhì)譜(Py-GC/MS)產(chǎn)物分析表明,4種土地利用方式的紅壤有機質(zhì)均以蛋白質(zhì)衍生物、酯類、木質(zhì)素和脂肪族化合物為主。天然林改為其他利用方式后,木質(zhì)素含量下降32%～83%,但脂肪族化合物含量升高2～19倍。天然林土壤有機質(zhì)中木質(zhì)素和脂肪族的成分較單一。土地利用變化強烈影響土壤有機質(zhì)的來源,導(dǎo)致土壤有機質(zhì)中出現(xiàn)單體木質(zhì)素、非脂肪酸甲基酯脂肪族化合物和醇酯類有機物。木質(zhì)素數(shù)量的減少引起SOM儲量降低及分子結(jié)構(gòu)簡單化,削弱土壤有機碳的穩(wěn)定性和固碳能力。(2)中紅外吸收光譜分析表明,表土(0～0.2 m)和底土(0.2～1 m)有機質(zhì)官能團結(jié)構(gòu)對土地利用方式的響應(yīng)模式和敏感度存在差異。天然林改為其他利用方式后,表土有機質(zhì)中芳香類、烷烴類和碳水化合物數(shù)量平均降低30%,但在粗顆粒物中,碳水化合物和烯烴類有機物數(shù)量分別升高3%～50%和0.9%～6%。底土有機質(zhì)中芳香類、烯烴類和有機硅化物數(shù)量分別升高了17～45%、14%～48%和16%～44%；粗顆粒物中碳水化合物數(shù)量升高0.3%～15%。由此可見,土地利用變化降低SOM的穩(wěn)定性,在表土表現(xiàn)尤為明顯。(3)土地利用變化強烈影響土壤活性有機質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。中紅外光譜分析表明,天然林改為其他利用方式后,表土輕組有機質(zhì)(LFOM)中酚醇類、芳香類、烷烴類、烯烴類、碳水化合物和有機態(tài)硅化物的數(shù)量分別升高16%～72%、12%～84%、25%～116%、26%～35%、90%～26%和9%～28%；溶解性有機質(zhì)(DOM)特征峰的吸光度一致降低,以改為杉木人工林降幅最大(38%)。有機化合物組成中,以芳香類有機物的數(shù)量降幅最小(19%),碳水化合物和酚醇類的降幅相對最大(29%和28%)。底土LFOM中僅酚醇類、芳香類、烷烴類分別升高9%-24%、2%-14%和7%-27%；DOM中醇酚類有機物吸光度降幅最大(37%-62%),烯烴類升幅最大(22%-101%)。熒光分析表明,土壤DOM中還含有谷氨酸蛋白質(zhì)、紫外區(qū)類富里酸和類腐殖質(zhì)三大熒光基團特征峰。土地利用變化后,表土DOM中類蛋白基團、類富里酸基團和類腐殖酸基團的數(shù)量降低1%～60%；板栗園和坡耕地底土中三大熒光峰體積降低21%-41%。天然林改為杉木人工林后,表土DOM的結(jié)構(gòu)更趨復(fù)雜化,但在板栗園和坡耕地中有簡單化的趨勢。(4)土地利用變化亦強烈影響土壤微生物量和微生物群落組成。天然林改為人工林、板栗園和坡耕地后,表土微生物生物量碳含量分別降低46%、66%和82%,土壤三大微生物種群數(shù)量也明顯降低,其中真菌數(shù)量降低40%-73%,細菌數(shù)量降低21%-67%,放線菌數(shù)量降低7%-73%。PLFA分析進一步表明,土地利用變化后,土壤中脂肪酸總量、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、細菌、放線菌和真菌特征性脂肪酸含量分別降低26%-68%、24%-80%、37%～65%、30%～38%、23%～78%和5%～22%。四種利用方式土壤的微生物群落組成以細菌為主(占比介于46%～69%),其中革蘭氏陰性菌的生物量略大于革蘭氏陽性菌,但板栗園以革蘭氏陽性菌為主。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S153.621;S154.3
【圖文】：

湘東丘陵區(qū)不同土地利用方式

四種土地利用方式全土的中紅外吸收譜線

【參考文獻】

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1 宋迪思;盛浩;周清;周萍;王翠紅;張楊珠;;不同母質(zhì)發(fā)育土壤的中紅外吸收光譜特征[J];土壤通報;2016年01期

2 馬欣;盛浩;魏亮;潘博;羅蘭芳;周清;張楊珠;;湘東大圍山不同海拔帶土壤溶解性有機碳含量[J];生態(tài)學(xué)雜志;2016年03期

3 潘根興;程琨;陸海飛;李戀卿;劉曉雨;卞榮軍;張旭輝;鄭聚峰;鄭金偉;;可持續(xù)土壤管理:土壤學(xué)服務(wù)社會發(fā)展的挑戰(zhàn)[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年23期

4 樊芳玲;謝德體;魏朝富;倪九派;唐振亞;;坡耕地-桑樹系統(tǒng)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的PLFA分析[J];生態(tài)學(xué)報;2016年12期

5 宋迪思;盛浩;周萍;周清;王翠紅;張楊珠;;土地利用變化對花崗巖紅壤顆粒有機碳及其組分的影響[J];亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報;2015年03期

6 陳高起;傅瓦利;沈艷;伍宇春;胡寧;文志林;;巖溶區(qū)不同土地利用方式對土壤有機碳及其組分的影響[J];水土保持學(xué)報;2015年03期

7 陳詩雨;李燕;李愛民;;溶解性有機物研究中三維熒光光譜分析的應(yīng)用[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2015年05期

8 丁咸慶;馬慧靜;朱曉龍;侯紅波;彭佩欽;彭紅東;;大圍山不同海拔森林土壤有機碳垂直分布特征[J];水土保持學(xué)報;2015年02期

9 王齊磊;江韜;趙錚;木志堅;魏世強;閆金龍;梁儉;;三峽庫區(qū)典型農(nóng)業(yè)小流域土壤溶解性有機質(zhì)的紫外-可見及熒光特征[J];環(huán)境科學(xué);2015年03期

10 羅海銀;田紅;唐世斌;張航;熊家佳;;木質(zhì)素?zé)崃呀馓匦约皠恿W(xué)研究[J];西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年06期

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1 賈生堯;基于光譜分析技術(shù)的土壤養(yǎng)分檢測方法與儀器研究[D];浙江大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李潔;中亞熱帶丘陵區(qū)土壤活性碳組分及碳礦化對土地利用變化的響應(yīng)[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

本文編號：2731614