中亚热带戴云山不同海拔黄山松林土壤有机碳和微生物特性的变化

论文摘要

土壤是地球系统中活跃的最大碳库,森林碳库作为土壤碳库的重要组成部分,其微小变化将对气候变暖产生强烈的反馈效应。不同海拔土壤有机碳（SOC）已展开较多研究,其中微生物是影响SOC变化的重要因素,然而当前研究主要集中在海拔对单一土壤碳库或者单一对微生物群落的影响,微生物是如何具体影响碳库的变化仍未知。黄山松（Pinus taiwanensis）,中国特有树种。戴云山脉是我国最大的黄山松遗传基地。目前发现高海拔黄山松植株矮小影响到凋落物的归还,可能会改变了土壤有机质的输入过程。因此,本研究以中亚热带戴云山的3个海拔（1300m（L）、1450m（M）、1600m（H））的黄山松林为研究对象,研究SOC和微生物特性对海拔梯度的响应。主要得到以下结果:a.不同海拔SOC组分含量和部分理化性质均存在显著差异,其中土壤含水量,总氮、总磷、硝态氮（NO3--N）、碳/氮（C/N）和活性炭（LPI-C）、慢性碳（LPII-C）、惰性碳（RP-C）均随海拔升高显著下降。高海拔植被生长状况差导致凋落物归还减小,养分缺乏。与低海拔相比,高海拔LPI-C的比例显著增加,而RP-C的比例显著下降。研究表明海拔越高,土壤有机碳越不稳定,更多的RP-C被分解LPI-C,维持高海拔养分周转。b.除A层微生物生物量碳（MBC）外,土壤中MBC、微生物生物量氮（MBN）、微生物生物量磷（MBP）的含量均随海拔升高呈显著下降。不同海拔梯度对A层土壤的酶活性影响显著,对B层土壤的酶活性影响整体较小。随海拔升高A层土壤中β-葡糖苷酶（βG）,纤维素水解酶（CBH）和过氧化物酶（PEO）活性显著下降,而酸性磷酸酶（ACP）酶活性显著增加。本地区是磷限制地区,随海拔升高,磷素含量显著下降,缺磷现象加剧,MBP常作为磷的一种有效库,具有决定作用,可以对土壤中的有效磷进行补充,因此MBP是决定本地区酶活性的关键因子。c.不同海拔门分类水平上土壤优势细菌和真菌群落组成一致。细菌主要是由Proteobacteria,Acidobacteria,Chloroflexi,Actinobacteria构成,真菌主要是由Basidiomycota,Ascomycota,Zygomycota,Chytridiomycota构成。不同海拔对细菌和真菌的Alpha多样性均无显著影响,但低海拔细菌的Beta多样性显著高于中和高海拔。另外不同海拔细菌微生物功能也存在显著差异。低海拔脂质,维生素等营养物质及能量代谢增加,降解活性碳的功能丰度增加,微生物合成功能蛋白增加。而高海拔多种氨基酸,柠檬酸代谢较强。d.不同海拔影响土壤微生物群落结构和功能变化的主要环境因子都是土壤有效养分含量。不同海拔影响细菌结构的主要影响因子是MBP和C/N,不同海拔影响真菌结构的主要影响因子是可溶性有机氮（DON）,影响微生物功能的主要影响因子是MBN和C/N,影响土壤微生物功能的主要是氮素。优势物种Proteobacteria,微生物群落功能（NAG酶）和代谢（合成蛋白质功能）均影响了氮的转化,使C/N发生变化,高海拔C/N低会加速微生物对底物的分解速度,因此C/N是不同海拔影响SOC组分的主要因子。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵盼盼

导师: 杨玉盛,陈岳民

关键词: 土壤有机碳组分,海拔梯度,微生物,和测序,基因功能预测

来源: 福建师范大学

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: 福建师范大学

分类号: S714

DOI: 10.27019/d.cnki.gfjsu.2019.000969

总页数: 95

文件大小: 11703k

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标签：土壤有机碳组分论文;  海拔梯度论文;  微生物论文;  和测序论文;  基因功能预测论文;