刺槐对黄土丘陵区土壤微生物多样性和群落结构的影响

CORC > 水土保持研究所 > 中国科学院水利部水土保持研究所 > 水保所2018届毕业生论文

题名	刺槐对黄土丘陵区土壤微生物多样性和群落结构的影响
作者	张静
答辩日期	2018-05-21
文献子类	硕士
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	温仲明 ; 李鸣雷
关键词	植被区刺槐土壤微生物多样性群落结构
学位专业	水土保持与荒漠化防治
英文摘要	黄土丘陵区地形支离破碎，是我国乃至全世界水土流失最为严重的地区，为控制该区水土流失状况，我国在该区先后实施了不同的环境治理工程，尤其是退耕还林还草工程的实施，该区植被得到了有效恢复。在恢复过程中，刺槐作为先锋树种被广泛种植，虽然在大多数立地环境下刺槐能够发挥较好的生态效益，但部分地区也存在刺槐生长不良、生态效益较低的现象。土壤微生物是生态系统的重要组成部分，是陆地生态系统养分转化和循环的主要驱动者，对生态系统结构与功能具有重要影响。了解刺槐对当地乡土植物群落微生物功能多样性及群落结构的影响，对于识别和评估刺槐种植的生态效益具有重要意义。本研究以黄土丘陵区不同植被区(草原区、森林草原区和森林区)为研究区，运用Biolog法和高通量测序技术研究不同植被区内的人工刺槐群落和乡土植物群落土壤微生物多样性和群落结构，评估外来物种刺槐对土壤微生物功能多样性和群落结构影响的表现规律，为在大尺度上了解人工引种刺槐林对土壤生态过程与功能的影响提供依据。取得的主要研究成果有： (1) 刺槐对不同环境梯度下的土壤微生物活性和功能多样性的影响明显不同。从草原区到森林区，刺槐林之间土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)和土壤微生物功能多样性指数均没有显著变化；但与乡土植物群落比较，草原区、森林草原区和森林区土壤AWCD分别表现为刺槐>乡土植物、刺槐>乡土植物、刺槐<乡土植物；在草原区和森林草原区刺槐林土壤微生物群落的群落丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)、McIntosh指数(U)均大于乡土植物，森林区刺槐林群落丰富度指数(S)、Shannon指数(H)、Simpson指数(D)均小于乡土植物；刺槐林和乡土植物群落下土壤微生物碳源利用存在差异，主要体现在对糖类、氨基酸类的利用上。PCA分析显示主成分1贡献较大的碳源有24种，在主成分分离中起主要贡献作用的是糖类、氨基酸类和羧酸类。土壤碳氮含量能影响土壤微生物功能多样性指数，土壤含水量和温湿度能够影响碳源的利用类型。 (2) 刺槐对不同环境梯度下的土壤细菌多样性和群落结构的影响存在差异。研究区门水平上的细菌主要是酸杆菌门(Acidobacteria)，变形菌门(Proteobacteria)，浮霉菌门(Planctomycetes)，绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)。在三个植被区内，森林区酸杆菌门和浮霉菌门的丰度高于森林草原区和草原区，而放线菌的丰度低于森林草原区和草原区。在森林区和森林草原区内，刺槐林下土壤中酸杆菌门和浮霉菌门的丰度低于乡土植物林下土壤，而放线菌门的丰度高于乡土植物；在草原区内，刺槐林土壤酸杆菌门、浮霉菌门和放线菌门的丰度与森林区和森林草原区呈相反趋势。不同植被区的细菌多样性指数表现为：森林草原区>草原区>森林区。在森林草原区和草原区内，刺槐林土壤细菌Chao指数和ACE指数均大于乡土植物，但在森林区内，刺槐林土壤细菌多样性指数却小于乡土植物。土壤细菌群落结构主要受到气候因子和土壤性质的影响。 (3) 刺槐对不同环境梯度下的土壤真菌多样性和群落结构的影响存在差异。研究区门水平上的真菌主要是子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)；纲水平上的真菌主要是座囊菌纲(Dothideomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、子囊菌纲(Sordariomycetes)和伞菌纲(Agaricomycetes)。在森林区、森林草原区和草原区三个植被区内，刺槐林下子囊菌门丰度均高于乡土植物，而担子菌门丰度均低于乡土植物。真菌多样性在草原区、森林草原区、森林区之间均不存在显著差异，且在各植被区内刺槐和乡土植物之间也不存在显著差异。但森林草原区乡土植物的真菌多样性指数呈现最大值。土壤真菌群落结构主要受到气候因子以及土壤理化性质的影响，尤其受到土壤含水量、土壤全碳和土壤全氮的影响。
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.iswc.ac.cn/handle/361005/8107]
专题	水保所2018届毕业生论文
作者单位	中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心
推荐引用方式 GB/T 7714	张静. 刺槐对黄土丘陵区土壤微生物多样性和群落结构的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2018.