《河南大学》 2019年
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林下层植被去除和凋落物去除对土壤微生物群落结构的影响

刘毓敏  
【摘要】:林下植被和凋落物共同维持森林生态系统地上地下的养分分配,同时影响土壤微生物群落结构稳定性。林下植被去除会减少林下植被对光的竞争,促进乔木生长。凋落物去除会导致土壤失去保护层,加快土壤水分蒸发,同时减少土壤微生物底物供应。本研究设计的控制实验位于中国亚热带-暖温带气候过渡区,以信阳市森林生态系统定位研究站为依托,选择区域典型的落叶阔叶林为研究对象。根据实验地区针阔混交林的基本特征,在森林里随机选取实验样地,并对实验样地进行四种处理:对照、林下植被去除、凋落物去除、林下植被和凋落物去除,每种处理4次重复,共计16个样方。通过对土壤理化性质和微生物群落结构的调查发现:林下植被去除导致土壤总碳含量和土壤总氮含量分别减少11.5%和15.7%,土壤有机碳含量下降12.76%,土壤可溶性有机碳含量没有变化,NH_4~+-N含量减少11.7%,NO_3~--N含量增加14.59%。土壤微生物生物量碳含量在林下植被去除处理下没有显著变化,土壤微生物生物量氮下降16.61%。林下植被去除对土壤微生物群落结构无显著影响。土壤总碳含量在凋落物去除情况下无显著变化,但是土壤总氮含量下降12.2%。凋落物去除导致土壤有机碳含量升高20.94%,但是凋落物去除使土壤可溶性有机碳含量减少11.02%。凋落物去除分别降低NH_4~+-N含量和NO_3~--N含量29.3%和39.07%。凋落物去除使土壤微生物生物量碳减少9.14%,凋落物去除使微生物生物量氮增加8.22%。微生物群落结构存在年际之间的变化。真菌、放线菌、革兰氏阴性菌含量、真细菌比例和革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌比例在凋落物去除条件下显著增加,革兰氏阳性菌含量减少。凋落物去除情况下,在2017年和2018年真菌细菌比例显著增加0.03%和0.07%,同时革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌比例升高0.19%。林下植被去除对土壤微生物群落结构没有影响,可能与根系对土壤的作用有关,也有可能与根系对凋落物分解速率有关。凋落物去除改变土壤总碳含量、总氮含量以及土壤有机碳含量,从而影响细菌和真菌对碳的同化速率。林下植被去除只是去除表层植被,没有断根,根系数量和根系分泌物继续维持土壤营养循环,供给微生物生长需要。凋落物去除对微生物群落结构变化的影响充分说明了凋落物去除对土壤的影响是一个缓慢过程。凋落物去除不能很快对土壤微生物产生影响。因此,林下层植被和凋落物去除两种处理的交互作用对土壤微生物群落结构没有变化。林下植被和凋落物去除主要通过改变土壤理化性质,进而改变微生物生物量碳和生物量氮,从而改变土壤微生物群落结构。该项研究是对现有微生物群落结构试验的进一步补充和完善,为以后研究土壤微生物群落结构对林下植被和凋落物去除的响应提供有力数据支撑。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S714.3

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