典型櫟林土壤有機碳礦化特征及微生物影響機理研究.pdf

1、土壤因其豐富的碳含量，在全球生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中具有非常重要的意義。土壤有機碳礦化是土壤中重要的生物化學(xué)過程，直接影響土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán)和溫室氣體的排放，土壤中碳含量微小的變化將會引起大氣CO2濃度較大程度的變化。因此對于土壤有機碳礦化特征及其影響機理的研究將會加深土壤碳循環(huán)機制的理解，進而為增加土壤碳匯、減緩溫室效應(yīng)提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)。櫟林是我國北方較為常見的闊葉林，占有較大的森林面積。櫟林土壤是豐富的碳庫，常被作為土壤中碳遷移轉(zhuǎn)換的研究

2、對象。本文選取遼寧清原森林生態(tài)實驗站內(nèi)的典型蒙古櫟林(20年，30年和40年林齡的樣地，QM20yr，QM30yr和QM40yr)和山東泰山森林生態(tài)站內(nèi)的麻櫟林土壤(QA60yr)為研究對象，對不同演替階段的櫟林樣地土壤有機碳礦化特征進行研究，并通過對生物學(xué)特征、理化性質(zhì)、微生物群落的研究，從分子水平探討SOC（土壤有機碳）礦化過程中的微生物影響機理。該研究可為探明典型櫟林土壤有機碳礦化機制及全球變暖環(huán)境對土壤有機碳礦化的影響提供基礎(chǔ)科

3、學(xué)依據(jù)。論文得出以下主要結(jié)論:
　　1、在63天的土壤室內(nèi)培養(yǎng)實驗中，QM30yr樣地土壤有機碳礦化勢最小（-104.161CO2-C mg g-1干土），不穩(wěn)定有機碳含量較少，并且其微生物熵(MBC/SOC)較高，該樣地土壤中微生物對有機碳的利用效率較高;QM20yr樣地土壤有機碳礦化勢最大（67.916 CO2-C mg g-1干土），DOC/SOC和有機碳活性(EOC/SOC)較強，不穩(wěn)定的有機碳比例較高，且該樣地土壤微生物

4、對有機碳的利用效率較低。
　　2、顯著影響典型蒙古櫟林和麻櫟林碳礦化勢的因子為陽離子交換量、真菌Chao1指數(shù)和細菌Chao1指數(shù)。三個影響因子和碳礦化勢之間均為負相關(guān)關(guān)系，并且影響力度從大到小排序為:真菌Chao1指數(shù)＞細菌Chao1指數(shù)＞陽離子交換量。
　　3、QM30yr樣地土壤有機碳礦化勢最低（-104.161 CO2-C mg g-1干土），QM20yr土壤有機碳礦化勢最高（67.916 CO2-C mg g-1干

5、土），并且土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對土壤有機碳礦化勢具有顯著影響。在分子水平，隨著蒙古櫟林的發(fā)育，土壤中微生物群落從細菌主導(dǎo)到細菌和真菌相當，再到真菌主導(dǎo)，表明隨著林齡的增加，微生物細菌逐漸被真菌替代;從土壤細菌各個門類的相對豐度，可看出降解土壤有機質(zhì)的Actinobacteria和降解新鮮有機質(zhì)的Proteobacteria的相對豐度在QA60yr中最高，說明其微生物群落更傾向于降解有機質(zhì)。這兩個門類細菌的相對豐度在蒙古櫟林中的排序為:QM

6、20yr＞QM30yr＞QM40yr;在真菌群落中，QM30yr樣地中擔子菌的相對豐度較大，而在真菌屬的水平，QM40yr樣地和QA60yr樣地降解纖維素的能力最強。
　　4、添加單體底物(MN)、多聚物(PM)和單體底物與多聚物混合添加(MIX)處理，不同櫟林的樣地土壤基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸溫度敏感性均小于基礎(chǔ)呼吸或者比生長速率，且四個樣地基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸溫度敏感性均在1.0附近。在基礎(chǔ)呼吸階段，不同樣地在添加相同底物時溫度敏感性無顯著差異;

7、在基質(zhì)誘導(dǎo)呼吸階段，添加MN處理下，QM40yr樣地的溫度敏感性(0.9790)顯著低于其他樣地(QM20yr，1.0836; QM30yr，0.9954; QA60yr，1.0409)，添加MIX處理中，QM30yr樣地溫度敏感性(0.9710)顯著低于其他樣地(QM20yr，0.9947; QM40yr，1.0152; QA60yr，0.9948)，而PM處理下，各樣地溫度敏感性無顯著差異;在比生長階段，不同樣地土壤在同種處理下溫度