兩種土壤中梭梭冠下土壤微生物群落的空間變異研究.pdf

1、在干旱區(qū)和半干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，灌木“肥島”對(duì)植被的生產(chǎn)力、分布格局以及生態(tài)系統(tǒng)過程具有重要影響。土壤微生物在凋落物分解、養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用，是灌木“肥島”形成和發(fā)育的重要貢獻(xiàn)者。在微生物群落組成中，不同類別的土壤微生物對(duì)水分和養(yǎng)分變異的敏感性或忍耐性各不相同，其空間變異受“肥島”（水分、養(yǎng)分）的強(qiáng)烈影響，有必要關(guān)注“肥島”中土壤微生物群落的空間變異。對(duì)于干旱區(qū)的荒漠生態(tài)系統(tǒng)而言，研究土壤微生物群落的空間變異對(duì)于養(yǎng)分平衡、植物生長、系

2、統(tǒng)的穩(wěn)定與可持續(xù)性具有非常重要的意義。
　　梭梭是亞歐大陸干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢種之一。在新疆，梭梭主要分布于準(zhǔn)噶爾盆地的沙漠—綠洲交錯(cuò)區(qū)，其生物量占群落總生物量的90％以上，對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有極其重要的作用。風(fēng)沙土和灰漠土是梭梭分布區(qū)的主要土壤類型。從土壤系統(tǒng)分類學(xué)劃分標(biāo)準(zhǔn)來看，風(fēng)沙土為干旱性砂質(zhì)新成土（Torripsamments），灰漠土為鈣化正常性干旱土（Haplocalcids）。兩種土壤的機(jī)械組成迥異，風(fēng)沙土的

3、質(zhì)地較粗，砂粒含量為灰漠土的2.0-2.3倍；而灰漠土的質(zhì)地較細(xì)，粉粒和黏粒含量分別為風(fēng)沙土的3.1-3.5倍、2.8-5.2倍。由于極端干旱的環(huán)境條件，兩種土壤共同的特征是養(yǎng)分貧瘠，其如何維持養(yǎng)分循環(huán)與平衡，決定了荒漠植物的生長與分布。從已有研究來看，多數(shù)與“肥島”相關(guān)的研究集中于養(yǎng)分和水分，雖然很多研究強(qiáng)調(diào)了土壤微生物群落的作用，但是以土壤微生物群落為研究對(duì)象，基于“肥島”的實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少。本研究選取了研究區(qū)域兩種代表性土壤，基于

4、梭梭“肥島”，探討了土壤微生物群落（生物量、多樣性和結(jié)構(gòu)組成）的空間變異特征及其與水分、養(yǎng)分、根系的關(guān)系。研究目標(biāo)是檢驗(yàn)土壤類型是否對(duì)冠下土壤微生物群落的空間變異具有調(diào)節(jié)作用。
　　本研究的結(jié)果表明：
　?。?）兩種土壤中均存在“肥島”現(xiàn)象，水分和養(yǎng)分含量從主根向外隨距離增加而降低，且隨深度增加而降低。在表層土壤（0～20 cm）中，與灰漠土相比，風(fēng)沙土的水分、有機(jī)質(zhì)、有效氮和有效磷的富集率分別是灰漠土的4.7～11.9倍、

5、3.5～8.7倍、3.1～4.8倍、2.2～2.7倍。兩種土壤中細(xì)根的生物量密度、表面積密度、根長密度從主根向外不斷減??；與灰漠土相比，風(fēng)沙土“肥島”中細(xì)根無論在水平方向上還是在垂直方向上都分布更廣。整體而言，風(fēng)沙土中“肥島”發(fā)育的范圍與強(qiáng)度更大。
　?。?）從主根向外土壤微生物生物量和多樣性隨水分、養(yǎng)分、細(xì)根密度的變異數(shù)據(jù)表明，在漠生態(tài)系統(tǒng)中，土壤微生物生傾向于在水分和養(yǎng)分資源豐富的肥島中繁榮，形成了不連續(xù)分布的斑塊狀分布格局。

6、與灰漠土相比，風(fēng)沙土中的微生物生物量和多樣性空間變異較強(qiáng)，表明土壤類型可能決定了冠下土壤微生物生物量和多樣性空間變異的強(qiáng)弱程度。
　?。?）在風(fēng)沙土中，細(xì)菌、真菌生物量從主根附近（距主根5 cm）到株間空地（距主根200 cm）分別減少了50.3～53.7%、74.7～84.1%，差異顯著；而在灰漠土中，細(xì)菌、真菌生物量從主根向外的變異沒有顯著差異。這表明土壤類型對(duì)不同類別微生物生物量的空間變異具有調(diào)控作用，且與其自身對(duì)水分和養(yǎng)分