沉積物中木栓酮作為指示被子植物的生物標(biāo)記物,可追溯地球古環(huán)境和古植被的歷史變化。本研究對土壤木栓酮的來源、積累途徑和穩(wěn)定性,以及對土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行分析,并選取全國34個(gè)典型森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)樣點(diǎn)進(jìn)行研究,探索土壤木栓酮的分布特征,以及土壤木栓酮在森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)指示作用。 研究結(jié)果顯示,木栓酮在我國不同植被區(qū)常見植物中普遍存在,并具有種屬特異性。主要經(jīng)由凋落物途徑進(jìn)入土壤,在土壤中較穩(wěn)定,半衰期t1/2=54d (K=0.013,Y=0.218+4.62e-0.013t,r2=0.993)。木栓酮對土壤活性有顯著影響,通過平板計(jì)數(shù)法和磷脂脂肪酸法發(fā)現(xiàn)木栓酮對土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)均有顯著影響。木栓酮在土壤中的垂直分布規(guī)律表現(xiàn)為表層土壤顯著高于其他深度土壤,深層土壤(20-100cm)木栓酮含量沒有顯著變化。士壤木栓酮隨季節(jié)波動(dòng),但在較長時(shí)間尺度下維持穩(wěn)定。 術(shù)栓酮在森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤中廣泛存在(0.02-6.27μg/g土),森林土壤木栓酮含量普遍大于農(nóng)田,自然生態(tài)系統(tǒng)土壤普遍大于人工生態(tài)系統(tǒng)(天然林人工林,撂荒地農(nóng)田)。土壤木栓酮的空間分布規(guī)律是受土地利用方式、氣候因子和土壤因子等多種環(huán)境因子共同作用的結(jié)果。土地利用方式對土壤木栓酮有顯著影響,氣候因子對土壤木栓酮有顯著間接影響。土壤木栓酮與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤pH值極顯著相關(guān),土壤pH對土壤木栓酮的影響效應(yīng)大于土壤有機(jī)質(zhì)。 木栓酮在森林生態(tài)系統(tǒng)土壤中普遍存在(0.17-6.27μg/g土),不同林型間存在顯著差異。天然林土壤中木栓酮含量遠(yuǎn)高于人工林,人工針葉林和人工闊葉林不因葉差異而存在差異,人工針闊混交林土壤中木栓酮含量小于人工針葉林和人工闊葉林。隨著植物群落的演替,表層土壤中木栓酮含量逐漸升高。木栓酮在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤中普遍存在(0.02-0.32μg/g土),不同土地利用方式表層土壤間存在顯著差異,撂荒地和農(nóng)田防護(hù)林土壤中木栓酮含量顯著大于農(nóng)田,水田和旱田沒有明顯差異。在不同耕作模式下,長期施肥土壤中木栓酮含量最低。分析森林和農(nóng)田土壤木栓酮與土壤理化性質(zhì)和土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)的相關(guān)性,較小空間尺度下土壤木栓酮僅與土壤真菌菌群存在顯著相關(guān)性,森林土壤與土壤全N顯著相關(guān),而農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和土壤微生物量碳顯著相關(guān)。綜合分析森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤木栓酮與植被、空間位置、氣候因子、土壤因子以及土地利用方式等環(huán)境因子的關(guān)聯(lián)性,發(fā)現(xiàn)土壤中木栓酮對人為干擾具有生態(tài)指示作用,建議土壤中木栓酮可作為生物標(biāo)志物對生態(tài)系統(tǒng)脆弱度和恢復(fù)程度作出有效評(píng)估。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S181
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 緒論
    1.1 萜類物質(zhì)
        1.1.1 萜類物質(zhì)的種屬特異性及其在植物化學(xué)分類中的應(yīng)用
        1.1.2 萜類物質(zhì)對生物之間相互作用關(guān)系的調(diào)控及其化感效應(yīng)
        1.1.3 萜類物質(zhì)在地球化學(xué)研究中作為生物標(biāo)志物的指示作用
    1.2 土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)
        1.2.1 基礎(chǔ)呼吸和誘導(dǎo)呼吸
        1.2.2 土壤微生物量碳
        1.2.3 平板計(jì)數(shù)法測土壤可培養(yǎng)微生物
        1.2.4 磷脂脂肪酸法測定土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)
    1.3 研究目標(biāo)
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 技術(shù)路線
第二章 土壤木栓酮的來源及積累途徑
    2.1 材料與方法
        2.1.1 研究區(qū)域
        2.1.2 植物樣品采集
        2.1.3 植物和土壤樣品中木栓酮定量測定
        2.1.4 研究方法
    2.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 木栓酮在黑龍江帽兒山人工林和天然林優(yōu)勢植物中的存在
        2.3.2 木栓酮在北京地區(qū)常見植物和農(nóng)田作物以及雜草中的存在
        2.3.3 木栓酮在亞熱帶闊葉林植被區(qū)常見植物中的存在
        2.3.4 木栓酮在熱帶植物中的存在
        2.3.5 木栓酮進(jìn)入土壤的主要途徑
    2.4 討論
第三章 土壤木栓酮的穩(wěn)定性及對土壤微生物的影響
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    3.3 數(shù)據(jù)結(jié)果與分析
        3.3.1 木栓酮在土壤中的降解動(dòng)態(tài)
        3.3.2 木栓酮對土壤微生物活性的影響
        3.3.3 木栓酮對土壤微生物量碳的影響
        3.3.4 木栓酮對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 討論
第四章 森林和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤中木栓酮的含量與分布特征
    4.1 材料與方法
        4.1.1 研究區(qū)域概況
        4.1.2 研究方法
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 木栓酮在不同土地利用方式土壤中的存在
        4.3.2 土壤木栓酮與環(huán)境因子的主成分分析
        4.3.3 土壤木栓酮的地理分布規(guī)律
        4.3.4 土壤中木栓酮與氣候因子的關(guān)系
        4.3.5 土壤中木栓酮與土壤因子的關(guān)系
        4.3.6 土地利用方式、土壤、氣候以及空間位置的相關(guān)作用
    4.4 討論
第五章 土壤木栓酮在森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)意義
    5.1 材料與方法
        5.1.1 研究區(qū)域基本概況
        5.1.2 樣地設(shè)置
        5.1.3 土壤樣品采集
        5.1.4 實(shí)驗(yàn)方法
    5.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 木栓酮在不同深度森林土壤中的分布特征
        5.3.2 木栓酮在不同林型土壤中的分布特征
        5.3.3 木栓酮在不同土地利用方式土壤的分布特征
        5.3.4 木栓酮在不同植物群落演替階段土壤中的分布特征
        5.3.5 土壤中木栓酮的時(shí)間尺度變化
        5.3.6 不同林型土壤理化性質(zhì)和微生物群落結(jié)構(gòu)分析
        5.3.7 土壤生物和非生物因子與土壤木栓酮相關(guān)性分析
    5.4 討論
第六章 土壤中木栓酮在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)意義
    6.1 材料與方法
        6.1.1 研究區(qū)域基本概況
        6.1.2 研究樣地設(shè)置
        6.1.3 土壤樣品采集
        6.1.4 實(shí)驗(yàn)方法
    6.2 數(shù)據(jù)處理與分析
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 木栓酮的土壤垂直分布特征
        6.3.2 木栓酮在不同土地利用方式不同深度土壤中的分布特征
        6.3.3 木栓酮在不同耕作方式土壤中的分布特征
        6.3.4 木栓酮在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤中的動(dòng)態(tài)變化
        6.3.5 不同土地利用方式不同深度土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)
        6.3.6 不同耕作方式土壤微生物群落組成與結(jié)構(gòu)
        6.3.7 土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)的季節(jié)動(dòng)態(tài)
        6.3.8 季節(jié)和土地利用方式對土壤木栓酮與土壤微生物群落的影響
        6.3.9 土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落與土壤木栓酮的相關(guān)性分析
    6.4 討論
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要研究結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡歷

【參考文獻(xiàn)】

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