凋落物分解過(guò)程中無(wú)脊椎動(dòng)物與微生物群落的相互作用隨海拔的變化特征.pdf

1、以無(wú)脊椎動(dòng)物為主的土壤動(dòng)物和微生物群落是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換的積極參與者，在凋落物分解中具有不可替代的作用。因此，理解凋落物分解過(guò)程中無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落動(dòng)態(tài)及其交互作用，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)凋落物分解機(jī)理具有重要的意義。理論上，凋落物分解過(guò)程中的無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落動(dòng)態(tài)及其交互作用可能隨著生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，尤其是海拔梯度上的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型而發(fā)生顯著的變化。然而，迄今未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)道。岷江流域作為長(zhǎng)江上游最為重要的支流之一，在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、

2、保育生物多樣性、涵養(yǎng)水源和調(diào)節(jié)河川徑流等方面具有突出的戰(zhàn)略地位。同時(shí)，該區(qū)域垂直氣候分異明顯，且受到地形地貌影響，形成了土壤類(lèi)型和植被類(lèi)型明顯不同的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，這些不同的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型為研究無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落對(duì)凋落物分解的相對(duì)貢獻(xiàn)、凋落物分解過(guò)程中無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落動(dòng)態(tài)及其交互作用提供了理想的研究場(chǎng)所。因此，本研究采用凋落物網(wǎng)袋法，研究了岷江流域海拔梯度上7種典型生態(tài)系統(tǒng)14種植物凋落物分解過(guò)程中無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落結(jié)構(gòu)變化及

3、凋落物質(zhì)量損失，探討無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物群落對(duì)凋落物分解的相對(duì)貢獻(xiàn)以及二者的相互作用，以期為更深入地理解凋落物分解機(jī)制提供理論依據(jù)。研究表明:
　　1)隨著海拔升高、降水減少，土壤無(wú)脊椎動(dòng)物活性逐漸受到抑制。水熱充足時(shí)，無(wú)脊椎動(dòng)物不僅種類(lèi)和數(shù)量多，同時(shí)多樣性、均勻性和豐富度都較高。然而，當(dāng)水熱條件不足時(shí)，部分無(wú)脊椎動(dòng)物活性受到抑制，導(dǎo)致群落優(yōu)勢(shì)度變高。這也說(shuō)明海拔梯度造成的水熱差異是調(diào)控?zé)o脊椎動(dòng)物活性的關(guān)鍵因子。
　　2)無(wú)脊

4、椎動(dòng)物類(lèi)群密度和多樣性指數(shù)隨著分解進(jìn)程逐漸增加，優(yōu)勢(shì)度指數(shù)逐漸減小，個(gè)體密度在凋落物分解第二年12月份達(dá)到最大。不同生態(tài)系統(tǒng)中，凋落物分解第一年無(wú)脊椎動(dòng)物類(lèi)群密度和個(gè)體密度差異不顯著，第二年則出現(xiàn)較大差異。多樣性、均勻性、優(yōu)勢(shì)度和豐富度指數(shù)在2年的分解過(guò)程中不同生態(tài)系統(tǒng)間都存在較大差異。這說(shuō)明不同的分解時(shí)期對(duì)土壤無(wú)脊椎動(dòng)物的活性有著顯著的影響。
　　3)微生物群落中，主要由細(xì)菌組成，同無(wú)脊椎動(dòng)物一樣，受到海拔驅(qū)動(dòng)的水熱條件的控制。

5、在水熱條件不足時(shí)，細(xì)菌活性受到抑制，而真菌活性卻有所增加，并作用于凋落物分解。
　　4)微生物多樣性指數(shù)和均勻性指數(shù)均表現(xiàn)為干旱河谷—森林交錯(cuò)帶＞亞高山森林＞北亞熱帶森林＞高山草甸＞中亞熱帶森林＞高山森林＞干旱河谷;豐富度指數(shù)表現(xiàn)為干旱河谷＞干旱河谷—森林交錯(cuò)帶＞亞高山森林＞北亞熱帶森林＞中亞熱帶森林＞高山森林＞高山草甸;優(yōu)勢(shì)度指數(shù)表現(xiàn)為高山森林＞干旱河谷＞中亞熱帶森林＞高山草甸＞亞高山森林＞北亞熱帶森林＞干旱河谷—森林交錯(cuò)帶。<

6、br>　　5)凋落物分解第一年冬季微生物總磷脂脂肪酸(PLFA)含量和細(xì)菌PLFA含量高于生長(zhǎng)季，第二年冬季低于生長(zhǎng)季。真菌PLFA含量和真菌/細(xì)菌在凋落物分解初期較高，其他時(shí)期較低。凋落物分解第一年革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌/革蘭氏陰性菌低于普遍第二年，革蘭氏陰性菌PLFA含量變化無(wú)明顯規(guī)律。
　　6)在不同生態(tài)系統(tǒng)無(wú)脊椎動(dòng)物卻對(duì)凋落物中細(xì)菌、真菌PLFA含量、真菌/細(xì)菌或者微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，同時(shí)顯著改變了微生物群落結(jié)

7、構(gòu)，但受到生態(tài)系統(tǒng)、凋落物質(zhì)量和采樣時(shí)間的調(diào)控。高山/亞高山地區(qū)凋落物2年的分解過(guò)程中無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。干旱河谷—森林交錯(cuò)帶和干旱河谷地區(qū)，土壤生物活性受到低溫、干旱和土壤瘠薄等環(huán)境的限制，無(wú)脊椎動(dòng)物的活動(dòng)增加了微生物的活性，但同時(shí)也導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。亞熱帶凋落物2年分解過(guò)程中，無(wú)脊椎動(dòng)物數(shù)量和種類(lèi)的增多促進(jìn)了凋落物中細(xì)菌活性，降低了真菌活性。
　　7)無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物對(duì)凋落物質(zhì)量損失具有顯著作用。無(wú)脊

8、椎動(dòng)物改變了凋落物分解速率，其中促進(jìn)了草本——黑褐苔草和針葉凋落物——冷杉、紅樺、岷江柏（干旱河谷）、抗子梢和馬尾松凋落物的分解，而對(duì)闊葉凋落物主要起到抑制作用。真菌在凋落物分解初期起主要作用，細(xì)菌主要在凋落物分解后期作用更顯著。無(wú)脊椎動(dòng)物和微生物對(duì)凋落物分解的貢獻(xiàn)受到生態(tài)系統(tǒng)、采樣時(shí)間和凋落物質(zhì)量的調(diào)控。
　　凋落物分解過(guò)程不僅隨著海拔梯度上升而變化，而且還受到凋落物質(zhì)量和微環(huán)境的調(diào)控。無(wú)脊椎動(dòng)物與微生物群落的相互作用隨著海拔升