间伐导致的杉木人工林根际土壤微生物学特性差异

论文摘要

根际是植物-土壤生态系统物质循环和能量转化的活跃界面,土壤微生物在其中发挥着关键作用,有关间伐对根际环境影响的研究鲜有报道。为此,本文以南京市溧水林场31年生杉木（Cunninghamia lanceolata[Lamb.]Hook）人工林为研究对象,设置4种不同间伐强度:对照（0%）,弱度间伐（30%）,中度间伐（50%）和强度间伐（70%）,研究了不同间伐强度下根际微生物活性及群落结构的差异,并结合植被特性及土壤理化性质,旨在探讨根际微生物对间伐的响应机制。主要研究结果如下:（1）间伐改变了凋落物及根系输入的量和质,间伐后凋落物生物量及碳氮含量降低,而根系生物量及碳氮含量增加。中度间伐有利于提高根际土壤养分有效性,根际土壤含水量、全氮、水溶性有机碳及速效磷含量分别增加了12.7%、9.4%、87.1%和2.9%。Pearson相关性分析表明根际土壤养分含量与凋落物及根系特性密切相关。（2）根际微生物活性表现出正根际效应,为非根际的1.04-1.24倍,且不同间伐强度下差异显著。其中,中度和强度间伐显著增加了根际微生物生物量碳、氮,增幅分别为16.3%和8.9%、58.9%和32.9%。根际土壤酶活性对间伐的响应因酶的种类而异,间伐后根际土壤转化酶活性显著降低,酸性磷酸酶、脱氢酶和脲酶活性增强,而β-葡糖苷酶和过氧化酶活性变化不显著。根际微生物活性受土壤含水量、有机碳、全氮、水溶性有机碳含量以及凋落物和根系特性的显著影响。（3）间伐后根际细菌群落的α多样性显著增加,增幅分别为10.0%,16.4%和13.7%。间伐影响了根际细菌群落组成,其中变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门是优势菌门,强度间伐显著降低了根际放线菌门的丰度,而显著增加绿弯菌门的丰度。另外根际细菌群落在属水平和OTU水平上也存在差异,如norankcJG37-AG-4菌群在弱度和中度间伐下显著降低,而在强度间伐下显著升高。RDA分析表明,全钾是根际细菌群落变化的主要驱动因子。（4）间伐降低了根际真菌α多样性,且根际真菌群落组成对间伐的响应比细菌更敏感。接合菌门、担子菌门和子囊菌门是优势菌门,间伐显著降低了子囊菌门的相对丰度,担子菌门的丰度随间伐强度的增加呈现先降后升的趋势,接合菌门的变化趋势与之截然相反。在属水平和OTU水平上,不同间伐强度下的差异更为显著,如强度间伐显著增加了Geminibasidium的丰度,为对照的6.7倍。根际真菌群落的分布受水溶性有机碳、速效氮、全钾、凋落物氮含量及根系碳氮比的驱动。（5）与细菌相比,根际与非根际真菌群落组成及多样性的差异更为显著,且在更细的分类水平上差异更大。根际真菌共获得2044个OTU,分为7门、25纲、68目、137科、236属、365种;非根际真菌共获得709个OTU,分为7门、19纲、53目、105科、166属、244种。综上,在本试验地,不同间伐强度下根际土壤微生物学特性差异显著。间伐通过改变土壤理化性质以及凋落物和根系的输入,进而影响微生物活性及群落结构。这些变化可能引起地下生态系统的碳分配格局及养分循环过程的变化。该结果可为深入理解根际微生物对间伐的响应机制,进一步明晰间伐影响林木根际生理生态过程的微生物学调控机制提供理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 叶钰倩

导师: 关庆伟

关键词: 间伐,杉木人工林,根际细菌群落,根际真菌群落,根际效应

来源: 南京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 南京林业大学

分类号: S714.3

DOI: 10.27242/d.cnki.gnjlu.2019.000217

总页数: 56

文件大小: 2806K

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