【摘要】：土壤有機(jī)碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫的重要組成部分,其微小的變化會(huì)對(duì)大氣CO2濃度產(chǎn)生重要的作用,繼而影響全球氣候變化。土壤有機(jī)碳庫包括活性碳庫和惰性碳庫,目前的研究主要集中于活性碳庫,對(duì)惰性碳庫的研究相對(duì)較少。土壤活性有機(jī)碳是有機(jī)碳變化的重要指標(biāo),惰性有機(jī)碳主要貢獻(xiàn)于碳庫儲(chǔ)存。土壤微生物是土壤碳循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)力,控制著有機(jī)碳的分解和累積。研究季節(jié)性凍土區(qū)鹽堿農(nóng)田全年候土壤活性和惰性有機(jī)碳的變化及其微生物作用機(jī)制是碳循環(huán)的新問題。吉林西部是世界三大鹽堿土區(qū)之一,位于全球氣候變化研究的中國東北樣帶,是氣候變化和碳循環(huán)研究的重要地區(qū)。土壤鹽堿化程度可以通過影響地上、地下生物量及微生物的活動(dòng)而影響有機(jī)碳循環(huán)過程。本研究以該區(qū)鹽堿農(nóng)田土壤為對(duì)象,將野外樣品采集、土壤室內(nèi)分析測試、分子生物學(xué)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和模型模擬相結(jié)合,揭示非生長季和生長季土壤活性有機(jī)碳和惰性有機(jī)碳的變化規(guī)律,分析土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)的變化特征,探究微生物對(duì)土壤活性和惰性有機(jī)碳的作用。結(jié)果表明:(1)鹽堿水田、旱田土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、輕組有機(jī)碳(LFOC)、活性有機(jī)碳(ASOC)和惰性有機(jī)碳(ROC)含量均隨土壤深度增加而降低,且含量在相同土層深度隨鹽堿程度的增加而降低。鹽堿水田、旱田土壤DOC含量在凍結(jié)初期升高,并在冷凍期達(dá)到最高,在完全融化期降低,MBC含量變化趨勢(shì)正好相反。水田土壤LFOC、ASOC及ROC含量在凍結(jié)初期和冷凍期無明顯變化,在完全融化期升高。旱田L(fēng)FOC、ASOC、ROC含量在凍結(jié)初期有所升高,冷凍期無明顯變化,完全融化期升高。非生長季水田、旱田DOC含量占SOC的比例(DOC/SOC)變化一致,即在凍結(jié)初期升高,在冷凍期達(dá)到最大值,在完全融化期降低,而MBC含量占SOC的比例(MBC/SOC)變化趨勢(shì)正好相反。非生長季水田各土層LFOC含量占SOC的比例(LFOC/SOC)在凍結(jié)初期、冷凍期無明顯變化,在完全融化期升高。非生長季旱田L(fēng)FOC/SOC無一致的變化規(guī)律。非生長季水田、旱田各土層ASOC、ROC占有機(jī)碳的比例(ASOC/SOC,ROC/SOC)無統(tǒng)一變化規(guī)律。(2)生長季水田土壤DOC含量在幼苗期、分蘗期降低,在灌漿期、完熟期升高;MBC含量在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期達(dá)到最大,在完熟期降低;LFOC、ASOC含量在幼苗期、分蘗期降低,在灌漿期升高,在完熟期降低;ROC含量在幼苗期不變,在分蘗期降低,在灌漿期升高,在完熟期無明顯變化。生長季旱田土壤DOC、MBC、LFOC、ASOC、ROC含量在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期、完熟期降低。生長季水田DOC/SOC在幼苗期、分蘗期降低,在灌漿期、完熟期升高;MBC/SOC在幼苗期、分蘗期升高,在完熟期下降;LFOC/SOC沒有一致的變化規(guī)律;ASOC/SOC在幼苗期、分蘗期持續(xù)降低,在灌漿期升高,在完熟期又降低;ROC/SOC在幼苗期、分蘗期逐漸升高,在灌漿期降低,在完熟期升高。旱田DOC/SOC在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期、完熟期降低;MBC/SOC在幼苗期、分蘗期升高,在完熟期下降;LFOC/SOC、ASOC/SOC無統(tǒng)一的變化規(guī)律;ROC/SOC變化規(guī)律不一致,但基本都在灌漿期達(dá)到最大。(3)水田、旱田非生長季土壤細(xì)菌PLFA、真菌PLFA、放線菌PLFA及微生物總PLFA含量變化規(guī)律一致,即在凍結(jié)初期降低,在冷凍期降至最低,在完全融化期升高。非生長季水田、旱田各土層細(xì)菌PLFA占微生物總PLFA(細(xì)菌PLFA/總PLFA)含量的比例在凍結(jié)初期升高,在完全融化期降低。水田、旱田各土層真菌PLFA占微生物總PLFA含量的比例(真菌PLFA/總PLFA)在凍結(jié)初期、冷凍期降低,在完全融化期升高。水田、旱田放線菌PLFA占微生物總PLFA含量的比例(放線菌PLFA/總PLFA)無一致的變化規(guī)律。水田和旱田真菌PLFA與細(xì)菌PLFA的比例(真菌PLFA/細(xì)菌PLFA)在凍結(jié)初期和冷凍期降低,在完全融化期升高。(4)生長季水田土壤細(xì)菌、真菌、放線菌及微生物總PLFA含量變化一致,即在幼苗期、分蘗期、灌漿期持續(xù)升高,在完熟期降低。旱田各土層土壤細(xì)菌、真菌、放線菌及微生物總PLFA含量在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期、完熟期降低。生長季水田細(xì)菌PLFA/總PLFA在幼苗期、分蘗期、灌漿期降低,在完熟期升高;真菌PLFA/總PLFA無一致的變化規(guī)律;放線菌PLFA/總PLFA自幼苗期至灌漿期有升高趨勢(shì),在分蘗期或灌漿期達(dá)到最大,在完熟期降低;生長季水田真菌PLFA/細(xì)菌PLFA無統(tǒng)一的變化規(guī)律。生長季旱田細(xì)菌PLFA/總PLFA及放線菌PLFA/總PLFA無一致的變化規(guī)律;真菌PLFA/總PLFA在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期降低。旱田真菌PLFA/總PLFA在幼苗期、分蘗期升高,在灌漿期降低。生長季水田、旱田真菌PLFA/細(xì)菌PLFA均無一致的變化規(guī)律。(5)鹽堿脅迫通過影響微生物活性進(jìn)而抑制土壤有機(jī)碳的礦化和有機(jī)質(zhì)的降解,鹽堿程度越高,有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)速率越慢。無論是非生長季還是生長季,鹽堿程度越高、土壤深度越大,活性和惰性有機(jī)碳、活性有機(jī)碳組分及微生物PLFA的季節(jié)性變化量越小。(6)非生長季水田DOC含量與細(xì)菌、真菌、放線菌、微生物總PLFA含量均無顯著的相關(guān)關(guān)系,而MBC、LFOC、ASOC、ROC分別與細(xì)菌、真菌、放線菌、微生物總PLFA含量呈顯著正相關(guān)(P0.01)。生長季水田DOC、MBC、LFOC、ASOC、ROC含量分別與細(xì)菌、真菌、放線菌、微生物總PLFA含量呈顯著正相關(guān)。生長季與非生長季旱田DOC、MBC、LFOC、ASOC、ROC分別與細(xì)菌、真菌、放線菌、微生物總PLFA含量呈顯著正相關(guān)。(7)生長季土壤微生物是土壤活性和惰性有機(jī)碳含量變化的重要驅(qū)動(dòng)因素。非生長季土壤微生物活性不僅影響該季土壤活性和惰性有機(jī)碳的變化,而且對(duì)下個(gè)生長季土壤活性和惰性有機(jī)碳有潛在影響。
【圖文】：

地處松嫩平原南側(cè)，科爾沁草原東部，包括白城、松原兩個(gè)地級(jí)市，其下共下轄 10 個(gè)行政區(qū)[251]（圖2-1），其中松原市下轄寧江區(qū)、前郭縣、長嶺縣、乾安縣、扶余市，白城市下轄洮北區(qū)、鎮(zhèn)賚縣、通榆縣、洮南市、大安市。圖 2-1 吉林西部地理位置圖[8]2.1.2 氣候條件吉林西部屬于典型的半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)氣候[252]，春季降雨較少，升溫較快，蒸發(fā)量大，，4、5 月份蒸發(fā)量幾乎達(dá)到全年蒸發(fā)量的一半；夏季溫度也是全年最高（圖 2-2），6 至 8 月份降雨量超過全年降雨量的一半（圖 2-3）。秋季天氣晴朗，晝夜溫差較大，持續(xù)時(shí)間短暫。冬季寒冷漫長，降雪較多，空氣干燥。

圖 2-4 吉林西部地貌圖[253]2.1.4 土壤類型與主要糧食面積從圖 2-5 可以看出，吉林西部的主要土壤類型為黑土、黑鈣土、淡黑鈣土、鹽土、堿土等。黑土主要分布于東部，腐殖質(zhì)含量較高，多為肥沃農(nóng)田。黑鈣土和淡黑鈣土主要分布在中部地區(qū)，土壤有機(jī)質(zhì)相對(duì)較多。鹽堿土主要位于西部地區(qū)，沙丘綿延，地勢(shì)較低處常有鹽堿泡沼出現(xiàn)，周圍分布?jí)A化草甸土或鹽土，表土層下存在暗堿層。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S151.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄒雨坤;張靜妮;楊殿林;陳秀蓉;張?zhí)烊?趙建寧;趙帥;;不同利用方式下羊草草原土壤生態(tài)系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)的PLFA分析[J];草業(yè)學(xué)報(bào);2011年04期

2 ZHANG Chao;LIU Guo-bin;XUE Sha;XIAO Lie;;Effect of Different Vegetation Types on the Rhizosphere Soil Microbial Community Structure in the Loess Plateau of China[J];Journal of Integrative Agriculture;2013年11期

3 畢明麗;宇萬太;姜子紹;馬強(qiáng);張璐;徐永剛;;利用PLFA方法研究不同土地利用方式對(duì)潮棕壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年09期

4 ;Microbial Community Structure and Enzyme Activities in a Sequence of Copper-Polluted Soils[J];Pedosphere;2011年02期

5 ;Soil Microbial Community Structure in Diverse Land Use Systems:A Comparative Study Using Biolog,DGGE,and PLFA Analyses[J];Pedosphere;2008年05期

6 閆浩;黃懿梅;蔣躍利;趙彤;;寧南山區(qū)兩種灌木林土壤礦化過程中PLFA指紋季節(jié)變化特征[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2014年08期

7 徐幼平;蔡新忠;祝小祥;;水旱作物輪作田塊土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的PLFA法比較分析[J];浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2013年05期

8 ;Phospholipid Fatty Acid Profiles of Chinese Red Soils with Varying Fertility Levels and Land Use Histories[J];Pedosphere;2001年02期

9 白震;張旭東;何紅波;閆穎;侯松嵋;陳盈;解宏圖;;長期氮肥施用對(duì)農(nóng)田黑土NLFA與PLFA特性的影響[J];土壤學(xué)報(bào);2007年04期

10 吳則焰;林文雄;陳志芳;劉金福;方長旬;張志興;吳林坤;陳婷;;武夷山不同海拔植被帶土壤微生物PLFA分析[J];林業(yè)科學(xué);2014年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 顧挺;戴沈艷;鐘文輝;申衛(wèi)收;;長期施肥對(duì)種玉米紅壤微生物PLFA特性和酶活性的影響[A];第五次全國土壤生物和生物化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

2 薛凱;齊鴻雁;張洪勛;;應(yīng)用PLFA方法比較分析我國農(nóng)田土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)信息[A];生態(tài)學(xué)與全面·協(xié)調(diào)·可持續(xù)發(fā)展——中國生態(tài)學(xué)會(huì)第七屆全國會(huì)員代表大會(huì)論文摘要薈萃[C];2004年

3 顧海萍;汪海珍;吳建軍;徐建明;;PLFA方法應(yīng)用于土壤中大腸桿菌O157:H7鑒定的研究[A];面向未來的土壤科學(xué)（中冊(cè)）——中國土壤學(xué)會(huì)第十二次全國會(huì)員代表大會(huì)暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2012年

4 ;The Responses of Soil Microbial Community to Abiotic Stress Imposed by Excess Copper[A];江蘇省遺傳學(xué)會(huì)第八屆會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

5 李龍波;劉叢強(qiáng);涂成龍;劉文景;劉寶劍;崔麗峰;灌瑾;;喀斯特地區(qū)典型土壤剖面(黃壤、石灰土)土壤水溶性有機(jī)碳分布特征[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第13屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

6 李永山;范巧蘭;陳耕;陳萍;;利用PLFA方法研究轉(zhuǎn)Bt基因棉花對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的影響[A];中國棉花學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文匯編[C];2007年

7 李世朋;;土壤中鈣、鐵/鋁結(jié)合的有機(jī)碳變異規(guī)律性的初步研究[A];第八屆全國青年土壤暨第三屆全國青年植物營養(yǎng)與肥料科學(xué)工作者學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2002年

8 李興;李松筠;夏巧玲;董驥;;礦物巖石中有機(jī)碳、總碳電導(dǎo)測定法[A];中國地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)研究所文集（22）[C];1989年

9 張志明;;長效碳酸氫銨增加植物體有機(jī)碳固定的研究[A];第三屆全國綠色環(huán)保肥料新技術(shù)、新產(chǎn)品交流會(huì)論文集[C];2003年

10 薛凱;羅海峰;齊鴻雁;張洪勛;;用磷脂脂肪酸(PLFA)技術(shù)分析汞對(duì)黑壤微生物群落的影響[A];微生物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展——第五屆微生物生態(tài)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 張豪;鹽堿農(nóng)田全年候土壤活性和惰性有機(jī)碳變化及其微生物作用研究[D];吉林大學(xué);2017年

2 李棟;長江口—東海內(nèi)陸架沉積有機(jī)碳的生物地球化學(xué)過程及生態(tài)環(huán)境演變歷史的重建[D];中國海洋大學(xué);2015年

3 吳愉萍;基于磷脂脂肪酸（PLFA）分析技術(shù)的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的研究[D];浙江大學(xué);2009年

4 張國盛;耕種方式對(duì)農(nóng)田表層土壤結(jié)構(gòu)及有機(jī)碳影響的研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

5 吳華勇;土壤活性顆粒對(duì)細(xì)菌吸附及活性影響的機(jī)制[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉海燕;基于PLFA技術(shù)林地土壤微生物結(jié)構(gòu)多樣性分析[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

2 張紅霞;PLFA對(duì)清香大曲微生物群落結(jié)構(gòu)分析及產(chǎn)酯酵母的篩選應(yīng)用研究[D];山西師范大學(xué);2016年

3 張炳學(xué);黃土區(qū)不同年限典型人工植被土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

4 李范;磷脂脂肪酸（PLFA）鑒定系統(tǒng)的功能拓展研究[D];西南交通大學(xué);2014年

5 鄭智;水分、pH和秸稈對(duì)濱海鹽土微生物多樣性和PLFA組成影響[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2014年

6 劉葉;泥灘環(huán)境下蘆葦有機(jī)碳降解的模擬研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

7 段茂慶;抬田措施對(duì)水稻土有機(jī)碳和養(yǎng)分的含量影響及評(píng)價(jià)[D];南昌工程學(xué)院;2016年

8 丁薇;高原湖泊陸源有機(jī)碳的輸入及其碳同位素特征研究[D];貴州大學(xué);2016年

9 李曉莎;秸稈還田和耕作方式對(duì)夏玉米田土壤微生物特性和有機(jī)碳組分的影響[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

10 趙晨英;乳山灣近海與黃渤海溶解氧、有機(jī)碳、氮和磷的循環(huán)與收支的關(guān)鍵過程研究[D];國家海洋局第一海洋研究所;2017年

本文編號(hào)：2616835