土壤氮磷養(yǎng)分匱乏是制約陜北黃土丘陵半干旱區(qū)草地植被恢復的重要因素。叢枝菌根真菌(AMF)能與70%以上的陸生植物形成共生關系,其能夠通過提高宿主植物對土壤氮磷養(yǎng)分的吸收和同化能力(特別是磷)促進植物生長,提高植物競爭力。在植被撂荒演替過程中植物種間關系對維持草地植被生產(chǎn)力和群落穩(wěn)定性具有重要意義。菌根真菌網(wǎng)絡(common mycorrhizal networks,CMNs)能夠通過介導植物間營養(yǎng)元素的傳輸改變植物種間元素的吸收利用,進而對植物種間關系產(chǎn)生重要影響。目前關于AMF在撂荒植被演替過程中的生態(tài)效應及其對種間關系的影響機制有待于更加深入地研究。本文首先通過野外調查的方法,系統(tǒng)研究了AMF對黃土丘陵區(qū)撂荒植被演替過程中的土壤團聚體穩(wěn)定性、養(yǎng)分積累、種間關系的影響,分析了不同生態(tài)位植物與AMF之間的協(xié)同演變機制,探討了土壤氮磷相對匱乏對植被恢復以及AMF生態(tài)效應的限制作用。結合區(qū)域氮磷元素相對匱乏的背景,本文進一步通過室內模擬試驗,以黃土丘陵區(qū)自然演替后期階段的優(yōu)勢草種白羊草(Bothriochloa ischaemum;C4植物)和達烏里胡枝子(Lespedeza davuri...

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【學位級別】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究的目的和意義
    1.3 國內外研究進展
        1.3.1 叢枝菌根真菌和菌根真菌網(wǎng)絡概述
        1.3.2 叢枝菌根與植物種間關系
    1.4 目前研究中存在的問題和不足
第二章 研究內容及方法
    2.1 研究目標與內容
        2.1.1 研究目標
        2.1.2 研究內容
    2.2 研究方法
        2.2.1 野外實驗設計
        2.2.2 盆栽實驗設計
    2.3 技術路線
    2.4 擬解決的關鍵問題
第三章 撂荒演替中AMF對土壤團聚體穩(wěn)定性和養(yǎng)分恢復的影響
    3.1 前言
    3.2 研究方法
        3.2.1 土壤團聚體測定
        3.2.2 土壤球囊霉素測定
        3.2.3 土壤碳、氮、磷及其碳組分測定
        3.2.4 數(shù)據(jù)分析
    3.3 結果與分析
        3.3.1 土壤團聚體特征
        3.3.2 土壤團聚體球囊霉素變化特征
        3.3.3 土壤團聚體碳氮磷及其碳組分變化特征
        3.3.4 土壤團聚體球囊霉素與碳氮的相關關系
    3.4 討論
        3.4.1 撂荒演替中土壤團聚體養(yǎng)分與團聚體穩(wěn)定性的耦合關系
        3.4.2 撂荒演替中AMF對土壤團聚體穩(wěn)定性和養(yǎng)分恢復的影響
    3.5 小結
第四章 撂荒演替中AMF對植被和土壤養(yǎng)分恢復的影響
    4.1 前言
    4.2 研究方法
        4.2.1 菌根侵染率測定
        4.2.2 土壤碳、氮、磷測定
        4.2.3 土壤球囊霉素測定
        4.2.4 數(shù)據(jù)分析
    4.3 結果與分析
        4.3.1 植被動態(tài)變化
        4.3.2 AMF相關特性動態(tài)變化
        4.3.3 土壤碳、氮、磷動態(tài)變化
        4.3.4 AMF對植被特征和土壤養(yǎng)分的影響
    4.4 討論
        4.4.1 撂荒演替過程中不同生態(tài)位植物與AMF的協(xié)同演變機制
        4.4.2 撂荒演替過程中AMF對球囊霉素含量恢復的影響
        4.4.3 撂荒演替過程中AMF對土壤養(yǎng)分恢復的驅動機制
    4.5 小結
第五章 氮添加下AMF對共生植物種間關系及元素分配的影響
    5.1 前言
    5.2 研究方法
        5.2.1 生物量和根系形態(tài)測定
        5.2.2 光合特征測定
        5.2.3 植物和土壤碳、氮、磷含量測定
        5.2.4 土壤球囊霉素含量測定
        5.2.5 植物和土壤13C和15N含量測定
        5.2.6 土壤酶活性測定
        5.2.7 數(shù)據(jù)處理
    5.3 結果與分析
        5.3.1 土壤pH和 AMF相關特性
        5.3.2 植物生物量特征
        5.3.3 植物光合生理特征
        5.3.4 植物根系形態(tài)特征
        5.3.5 共生植物間各器官碳、氮、磷分配特征
        5.3.6 共生植物間土壤碳、氮、磷的固定
        5.3.7 共生植物間通過AMF的碳、氮傳輸
        5.3.8 共生植物間土壤酶活性
        5.3.9 植物光合生理與植物生長和元素分配的耦合關系
        5.3.10 AMF和土壤酶活性與養(yǎng)分積累和活化的耦合關系
    5.4 討論
        5.4.1 氮添加下AMF對共生植物種間關系的光合生理作用
        5.4.2 氮添加下AMF對共生植物間元素固定和分配的影響
        5.4.3 氮添加下AMF對共生植物間土壤養(yǎng)分固定與活化的影響
    5.5 小結
第六章 磷添加下AMF對共生植物種間關系及元素分配的影響
    6.1 前言
    6.2 研究方法
        6.2.1 生物量和根系形態(tài)測定
        6.2.2 光合特征測定
        6.2.3 植物和土壤碳、氮、磷含量測定
        6.2.4 土壤球囊霉素含量測定
        6.2.5 植物和土壤13C和15N含量測定
        6.2.6 土壤酶活性測定
        6.2.7 數(shù)據(jù)處理
    6.3 結果與分析
        6.3.1 土壤pH和 AMF相關特性
        6.3.2 植物生物量特征
        6.3.3 植物光合生理特征
        6.3.4 植物根系形態(tài)特征
        6.3.5 共生植物間各器官碳、氮、磷分配特征
        6.3.6 共生植物間土壤碳、氮、磷的固定
        6.3.7 共生植物間通過AMF的碳、氮傳輸
        6.3.8 共生植物間土壤酶活性
        6.3.9 植物光合生理與植物生長和元素分配的耦合關系
    6.4 討論
        6.4.1 磷添加下AMF對共生植物種間關系的光合生理作用
        6.4.2 磷添加下AMF對共生植物間元素固定和分配的影響
        6.4.3 磷添加下AMF對共生植物間土壤養(yǎng)分固定與活化的影響
    6.5 小結
第七章 結論與展望
    7.1 主要結論
    7.2 主要進展
    7.3 有待進一步研究的問題
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3829557