本文關(guān)鍵詞：祁連山不同退化草地土壤微生物特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：選取青藏高原東北緣祁連山高寒草地為研究樣本,通過植物群落特征及土壤養(yǎng)分特性的生態(tài)基質(zhì)測定,依據(jù)《天然草地退化、沙化、鹽漬化的分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB19377-2003),將研究區(qū)內(nèi)草地劃分為輕度退化草地(Lightly Degraded Grassland,LDG)、中度退化草地(Moderately Degraded Grassland,MDG)和重度退化草地(Severely Degraded Grassland,SDG),在此基礎(chǔ)上,測定和分析高寒退化草地土壤微生物的各項生命活性指標(biāo),包括土壤三大類微生物數(shù)量、微生物種類多樣性、微生物量碳和氮、微生物呼吸熵、氮素生理群和土壤重要酶(土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤磷酸酶和土壤過氧化氫酶),闡述高寒地區(qū)不同退化程度草地土壤微生物特性,獲得以下主要結(jié)果。1.草地退化和季節(jié)變化對高寒草地的植被特征與土壤特性均有改變,夏季輕度退化草地(LDG)植被蓋度、植被高度和地上部產(chǎn)草量均為三種不同退化草地中最高的(96%、43cm和1396 kg/hm2);最小值(2%、2cm和47 kg/hm2)均出現(xiàn)在冬季重度退化草地(SDG)。輕度退化草地(LDG)在土壤養(yǎng)分變化與草地植被特征變化相似,其土壤有機質(zhì)、土壤全氮、土壤全磷為三種草地中最高的(13.11%、0.43%、0.16%);而最小值(6.20%、0.39%、0.10%)均在重度退化草地(SDG);土壤容重的最大值及最小值(0.95、0.61g/cm3)剛好相反,分別出現(xiàn)在重度退化草地和輕度退化草地中。而土壤其他營養(yǎng)成分在三種草地間變化各不相同,土壤速效鉀和硝態(tài)氮的最大值出現(xiàn)在中度退化草地(MDG)中,而銨態(tài)氮出現(xiàn)在輕度退化草地(LDG)中,且三者不隨退化程度的加重而遞減。2.高寒草地生態(tài)系統(tǒng)中,土壤三大類微生物(細菌、真菌和放線菌)數(shù)量在退化程度中的變化均呈現(xiàn)隨退化程度加重而呈遞減規(guī)律,即:輕度退化草地(LDG)中度退化草地(MDG)重度退化草地(SDG),且兩季中表現(xiàn)為夏季冬季。細菌、真菌與放線菌的最大值(2.49×106、5.90×103和1.98×105 cfu/g)出現(xiàn)在夏季的輕度退化草地(LDG)中,而最小值(1.15×106、0.52×103和0.34×105 cfu/g)出現(xiàn)在冬季的重度退化草地(SDG)中。同時不同退化草地中都具有較明顯的垂直空間分異特性,上層土壤中的數(shù)量均高于下層土壤,最大值多出現(xiàn)在0~10cm土層中。土壤細菌的種類多樣性也隨退化程度及季節(jié)變化出現(xiàn)波動。3.從16SrDNA克隆文庫上分析,本實驗中所選土樣細菌多樣性較高,其中輕度退化草地(LDG)和中度退化草地(MDG)優(yōu)勢菌為變形菌門,此外還有厚壁菌門、放線菌門、酸桿菌門等。與之比較,重度退化草地(SDG)土壤中變形菌門的數(shù)量大大減少,以放線菌門和厚壁菌門為主要群落。而中度退化草地(MDG)和輕度退化草地(ldg)土壤細菌組成差異不顯著,但重度退化草地(sdg)無論是細菌組成還是優(yōu)勢菌方面都有極顯著的影響。4.高寒草地生態(tài)系統(tǒng)中參與土壤碳循環(huán)的微生物指標(biāo)在不同退化程度、植物生長季(夏季)和非生長季(冬季)之間差異較大,其中土壤微生物量碳、微生物熵均隨著草地退化程度的加重數(shù)量減少,夏季輕度退化草地(ldg)為最大值(485.40mg/kg、6.18mg/g),最小值(154.45mg/kg、0.56mg/g)出現(xiàn)在冬季的重度退化草地(sdg)中;而微生物呼吸熵的變化情況不同,最大值及最小值(0.24%、0.14%)分別出現(xiàn)冬季的重度退化草地和輕度退化草地中。同時,土壤微生物量碳、微生物熵值呈現(xiàn)出較明顯的垂直空間分異特性,土層越深兩者值越小,其最大值(685.80mg/kg、4.35mg/g)都出現(xiàn)在0~10cm土層中輕度退化草地(ldg)中,而微生物呼吸熵與土壤層次之間沒有對應(yīng)關(guān)系,其最小值(0.08%,0.1%)分別出現(xiàn)在0~10cm土層的中度退化草地(mdg)與重度退化草地(sdg)中。5.高寒草地中與土壤氮素循環(huán)相關(guān)的微生物指標(biāo)受草地退化及季節(jié)變化影響變化各不相同,土壤微生物量氮、土壤微生物氮素生理群數(shù)量均隨著退化程度的加重,其含量在兩季中都相應(yīng)減少。除了反硝化細菌之外,微生物量氮、氨化細菌、好氣性固氮菌、嫌氣性固氮菌和硝化細菌的最大值(31.01mg/kg、4.89×105cfu/g、1.59×105cfu/g、6.23×104cfu/g和3.50×103cfu/g)出現(xiàn)在夏季輕度退化草地(ldg)中;而冬季重度退化草地(sdg)中呈現(xiàn)了最小值(7.35mg/kg、2.26×105cfu/g、2.87×104cfu/g、0.66×104cfu/g和0.66×103cfu/g)。同時,微生物量氮在各不同土壤層次間的分布和微生物量碳基本保持一致,除了重度退化草地冬季,其他退化草地在兩季中表現(xiàn)出隨深度加深微生物量氮遞減的規(guī)律。土壤微生物氮素生理群的5種菌在分布規(guī)律上存在垂直遞減特性,隨著退化程度的加重,各種氮素生理群的數(shù)量也在減少。微生物量氮及5種土壤微生物氮素生理群的分布主要集中在0~10cm土層,其空間層次分布與土壤三大類微生物一致,其最大值(24.97mg/kg、5.42×105cfu/g、1.29×105cfu/g、5.61×104cfu/g、2.62×103cfu/g、6.95×103cfu/g)均出現(xiàn)在這一層次。6.高寒草地土壤酶活性隨草地退化程度加重,在植物生長季和非生長季變化情況較大,除了蔗糖酶活性改變量較明顯以外,其他三種酶類有所減少,但差異不顯著。除了過氧化氫酶,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的最大值(6.10mg/g.d、0.64mg/g.d和0.0082mg/g.d)均出現(xiàn)在夏季的輕度退化草地(ldg)中;而重度退化草地(sdg)中為最小值(0.72mg/g.d、0.22mg/g.d和0.0049mg/g.d)。除了脲酶活性沒有呈現(xiàn)出明顯的垂直空間分布規(guī)律以外,其他三種酶活性在各土壤層次間分布呈現(xiàn)出垂直分布規(guī)律,蔗糖酶、磷酸酶和過氧化氫酶的最大值(2.49mg/g.d、0.44 mg/g.d和1.23ml/g.h)出現(xiàn)在0~10cm土層。7.整體分析草地生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物各項生命活動指標(biāo),并結(jié)合草地植被特征與土壤特性,認為微生物對環(huán)境改變的敏感性及預(yù)測指示性較高,其在草地生態(tài)系統(tǒng)中的重要性與各環(huán)境因子之間關(guān)聯(lián)較緊密。因此,建議將土壤微生物活性指標(biāo)運用于天然草地退化評價及程度分級。
【關(guān)鍵詞】：高寒退化草地 微生物多樣性 土壤微生物量 微生物熵 土壤酶
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S812.2
【目錄】：

• 縮略詞7-8
• 摘要8-11
• Abstract11-14
• 引言14-16
• 第一章 文獻綜述16-26
• 1 我國草地資源概況與現(xiàn)狀及其服務(wù)功能16-17
• 1.1 我國草地資源概況與現(xiàn)狀16
• 1.2 我國草地草地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值16-17
• 2 草原退化的驅(qū)動力17-18
• 2.1 草原退化的自然演替17-18
• 2.2 草原退化的人為誘因18
• 3 草地退化的程度分級18-20
• 3.1 草地退化的分級與分級指標(biāo)19
• 3.2 高寒草地植物群落特性19-20
• 3.3 高寒草地土壤理化性質(zhì)20
• 4 高寒草地微生物多樣性20-21
• 5 微生物在草地土壤碳循環(huán)中的作用21-24
• 5.1 高寒草地土壤微生物量碳21-22
• 5.2 草地微生物呼吸熵及微生物熵22-24
• 6 草地微生物在土壤氮循環(huán)中的作用24-25
• 6.1 草地土壤微生物量氮24
• 6.2 草地土壤微生物氮素生理群24-25
• 7 草地土壤酶活性25-26
• 第二章 高寒地區(qū)不同退化程度草地生態(tài)基質(zhì)特性研究26-36
• 1 研究區(qū)自然概況26-27
• 2 材料與方法27-30
• 2.1 樣地選擇27-28
• 2.2 植物群落特征測定28-29
• 2.2.1 植物種類及優(yōu)勢種調(diào)查28
• 2.2.2 群落覆蓋度與草層高度測定28
• 2.2.3 群落地上部產(chǎn)草量測定28
• 2.2.4 重要值計算28-29
• 2.3 土壤養(yǎng)分特性29-30
• 2.3.1 土壤有機質(zhì)29
• 2.3.2 土壤容重29
• 2.3.3 土壤氮29-30
• 2.3.4 土壤磷30
• 2.3.5 土壤速效鉀30
• 2.3.6 銨態(tài)氮與硝態(tài)氮30
• 3 結(jié)果與分析30-34
• 3.1 草地植物群落特征30-33
• 3.1.1 植物種類及優(yōu)勢種30-31
• 3.1.2 群落覆蓋度與草層高度特征31-32
• 3.1.3 群落地上部產(chǎn)草量特征32-33
• 3.2 草地土壤養(yǎng)分特性33-34
• 3.2.1 土壤有機質(zhì)33
• 3.2.2 土壤容重33
• 3.2.3 土壤氮33
• 3.2.4 土壤磷33-34
• 3.2.5 土壤速效鉀34
• 3.2.6 銨態(tài)氮和硝態(tài)氮34
• 4 小結(jié)及討論34-36
• 第三章 高寒地區(qū)不同退化程度草地微生物群落多樣性特征研究36-75
• 1 材料與方法37-46
• 1.1 土壤三大類微生物數(shù)量測定37-38
• 1.1.1 土壤樣品采集37
• 1.1.2 土壤三大類微生物數(shù)量測定37-38
• 1.2 土壤細菌多樣性動態(tài)分析38-46
• 1.2.1 材料38-39
• 1.2.2 方法39-46
• 2 結(jié)果與分析46-73
• 2.1 不同退化草地土壤三大類微生物數(shù)量特征46-49
• 2.1.1 季節(jié)動態(tài)46
• 2.1.2 空間動態(tài)46-47
• 2.1.3 土壤微生物數(shù)量變化動態(tài)47-49
• 2.2 土壤DNA提取和rDNA文庫構(gòu)建49-52
• 2.2.1 土壤總DNA檢測結(jié)果49-50
• 2.2.2 r DNA的擴增結(jié)果50
• 2.2.3 陽性克隆子檢測50-51
• 2.2.4 RFLP分析51-52
• 2.3 數(shù)據(jù)分析52-66
• 2.3.1 數(shù)據(jù)分析52
• 2.3.2 測序結(jié)果分析52-64
• 2.3.3 微生物組成分析64-65
• 2.3.4 草地退化對土壤微生物的影響65-66
• 2.4 系統(tǒng)進化分析66-72
• 2.5 聚類分析和主因子分析72-73
• 3 小結(jié)與討論73-75
• 3.1 小結(jié)73-74
• 3.2 討論74-75
• 3.2.1 草原退化過程“微生物—土壤—植被”之間的相互關(guān)系74
• 3.2.2 文庫的樣本量問題74-75
• 第四章 高寒地區(qū)不同退化程度草地微生物量碳和微生物呼吸熵特性研究75-85
• 1 材料與方法75-78
• 1.1 微生物量碳測定75-77
• 1.1.1 材料75
• 1.1.2 方法75-77
• 1.2 草地微生物呼吸熵測定77-78
• 1.2.1 材料77
• 1.2.2 方法77-78
• 2 結(jié)果與分析78-83
• 2.1 不同退化草地微生物量碳特性78-80
• 2.1.1 季節(jié)動態(tài)78-79
• 2.1.2 空間動態(tài)79
• 2.1.3 微生物量碳變化動態(tài)79-80
• 2.2 不同退化草地土壤微生物熵特性研究80-81
• 2.2.1 季節(jié)動態(tài)80
• 2.2.2 空間動態(tài)80-81
• 2.2.3 土壤微生物熵變化動態(tài)81
• 2.3 不同退化草地土微生物呼吸熵特性研究81-83
• 2.3.1 季節(jié)動態(tài)81-82
• 2.3.2 空間動態(tài)82
• 2.3.3 微生物呼吸熵變化動態(tài)82-83
• 3 小結(jié)與討論83-85
• 3.1 小結(jié)83
• 3.2 討論83-85
• 第五章 高寒地區(qū)不同退化程度草地土壤微生物量氮和氮素生理群特性研究85-103
• 1 材料與方法85-89
• 1.1 微生物量氮測定85-87
• 1.1.1 材料85
• 1.1.2 方法85-87
• 1.2 氮素生理群數(shù)量測定87-89
• 1.2.1 材料87
• 1.2.2 方法87-89
• 2 結(jié)果與分析89-100
• 2.1 不同退化草地微生物量氮特性89-91
• 2.1.1 季節(jié)動態(tài)89-90
• 2.1.2 空間動態(tài)90
• 2.1.3 微生物量氮變化動態(tài)90-91
• 2.2 不同退化草地微生物量碳氮比91-92
• 2.2.1 季節(jié)動態(tài)91
• 2.2.2 空間動態(tài)91-92
• 2.2.3 微生物量碳氮比變化動態(tài)92
• 2.3 不同退化草地土壤氮素生理群數(shù)量特征92-100
• 2.3.1 季節(jié)動態(tài)92-95
• 2.3.2 空間動態(tài)95-97
• 2.3.3 氮素生理群變化動態(tài)97-100
• 3 小結(jié)與討論100-103
• 3.1 小結(jié)100-101
• 3.2 討論101-103
• 3.2.1 微生物量氮、氮素生理群在土壤氮循環(huán)中的轉(zhuǎn)化作用101
• 3.2.2 微生物碳氮比與土壤有機質(zhì)分解循環(huán)的關(guān)系101-103
• 第六章 高寒地區(qū)不同退化程度草地土壤酶活性研究103-116
• 1 材料與方法103-108
• 1.1 材料103
• 1.2 方法103-108
• 1.2.1 土壤蔗糖酶活性測定103-105
• 1.2.2 土壤脲酶活性測定105-106
• 1.2.3 土壤磷酸酶活性測定106-107
• 1.2.4 土壤過氧化氫酶活性測定107-108
• 2 結(jié)果與分析108-114
• 2.1 不同退化草地土壤蔗糖酶活性108-109
• 2.1.1 土壤蔗糖酶特性108-109
• 2.1.2 土壤蔗糖酶變化動態(tài)109
• 2.2 不同退化草地土壤脲酶活性109-111
• 2.2.1 土壤脲酶特性109-110
• 2.2.2 土壤脲酶變化動態(tài)110-111
• 2.3 不同退化草地土壤磷酸酶活性111-112
• 2.3.1 土壤磷酸酶特性111-112
• 2.3.2 土壤磷酸酶變化動態(tài)112
• 2.4 不同退化草地土壤過氧化氫酶活性112-114
• 2.4.1 土壤過氧化氫酶特性112-113
• 2.4.2 土壤過氧化氫酶變化動態(tài)113-114
• 3 小結(jié)與討論114-116
• 3.1 小結(jié)114-115
• 3.2 討論115-116
• 第七章 結(jié)論與討論116-124
• 1 結(jié)論116-117
• 2 討論117-123
• 2.1 退化草地微生物在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的作用117-120
• 2.1.1 土壤微生物對于碳氮循環(huán)的作用117-119
• 2.1.2 土壤—植被—微生物之間的關(guān)系119-120
• 2.2 時間跨度高寒草地退化的比較研究120-121
• 2.3 草地退化過程中“土—草—微生物”的關(guān)系121-123
• 3 論文特色及創(chuàng)新123-124
• 參考文獻124-130
• 導(dǎo)師簡介130-131
• 作者簡介131-132
• 致謝132-133

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬文文;姚拓;靳鵬;王國基;張玉霞;;荒漠草原2種植物群落土壤微生物及土壤酶特征[J];中國沙漠;2014年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬麗萍;天祝高寒草地不同擾動生境土壤微生物數(shù)量時空動態(tài)研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：祁連山不同退化草地土壤微生物特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：292796