不同土壤类型自养细菌群落与微生物固碳对侵蚀-沉积响应规律研究

论文摘要

土壤侵蚀是导致土壤退化最重要的因素之一,对生态环境和土壤质量有着巨大的影响,在我国主要集中在黄土高原地区和南方红壤低山丘陵区,其显著影响土壤碳循环过程尤其是固碳。土壤自养微生物可以直接参与并且影响固碳过程。当土壤类型存在差异时,土壤生物和非生物特征也会存在不同,也就会对土壤微生物固碳产生影响。然而,目前针对不同土壤类型下土壤自养微生物碳固定对侵蚀沉积的响应规律尚不清晰。为揭示不同土壤类型下土壤自养微生物对土壤侵蚀的响应规律,本研究以黄土和红壤为研究对象,采用13C同位素标记培养实验以及实时定量PCR、高通量测序等分子生物技术,分析不同土壤类型间土壤生物及非生物性质和自养微生固碳速率差异,并解释土壤固碳速率、土壤自养微生物特性以及土壤理化因子间的关系,在此基础上进一步探究土壤自养微生物固碳对土壤侵蚀响应规律。本研究主要获得的结论如下:（1）土壤类型不同,土壤理化性质存在明显差异。黄土含水率、土壤有机碳（Soil organic carbon,SOC）、可溶性有机碳（Dissolved organic carbon,DOC）皆显著低于红壤,pH和容重显著高于红壤。其次土壤理化性质对侵蚀-沉积作用响应差异也较为明显,黄土侵蚀区土壤有机碳及其轻组分含量皆大于沉积区,且总氮含量在两者间没有区别;而在红壤区域则相反,沉积区碳氮含量皆显著高于侵蚀区。（2）土壤类型差异对土壤自养微生物特性产生显著影响。红壤自养微生物总体丰度、多样性均显著低于黄土。土壤自养微生物丰度、多样性对侵蚀-沉积作用的响应也不同:黄土沉积区微生物丰度、多样性皆小于侵蚀区;而红壤沉积区微生物丰度高于侵蚀区,微生物多样性则没有差异。其次,自养微生物群落结构也有变化,尽管变形菌门都为最占优势的门细菌,但在有机质含量较少的黄土中专性自养细菌的相对丰度均显著高于有机质含量高的红壤。同时相较于其他土壤理化因子,pH对不同土壤类型下自养微生物群落结构的变化影响最大。（3）有机质含量低的黄土中固碳量、固碳速率大于有机质含量高的红壤。相比于土壤微生物特性和其他所选理化性质,pH是导致不同土壤类型间土壤自养微生物固碳速率产生差异的最主要因子,它主要通过改变专性自养微生物和兼性自养微生物比例发挥作用。但是当土壤类型相同时,活性有机质而不是pH在侵蚀-沉积导致土壤固碳差异过程中起到更关键的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究的目的及意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 土壤侵蚀与碳循环研究
•     1.2.2 自养微生物固碳研究
•     1.2.3 影响土壤固碳因素研究
•   1.3 存在问题
•   1.4 研究目标以及研究内容
•     1.4.1 研究目标
•     1.4.2 研究内容
•     1.4.3 论文结构
• 第2章 实验材料与方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 黄土区概况
•     2.1.2 红壤区概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 样品采集
• 13CO₂标记培养试验'>    2.2.2¹³CO₂标记培养试验
•     2.2.3 土壤基本理化性质测定
•     2.2.4 土壤自养微生物固碳速率测定
•     2.2.5 土壤微生物性质测定
•   2.3 数据处理、统计分析
• 第3章 不同土壤类型间碳氮分布对侵蚀沉积作用响应差异
•   3.1 黄土区土壤理化性质对侵蚀—沉积作用的响应
•   3.2 红壤区土壤理化性质对侵蚀—沉积作用的响应
•   3.3 不同土壤类型间土壤理化性质对侵蚀—沉积作用响应规律的差异
•   3.4 本章小结
• 第4章 不同土壤类型间微生物群落对侵蚀沉积作用响应差异
•   4.1 不同土壤类型间自养细菌丰度及多样性对侵蚀—沉积作用的响应
•   4.2 不同土壤类型下土壤微生物种类对侵蚀—沉积作用的响应
•   4.3 土壤微生物特性与土壤基本理化性质之间的关系
•   4.4 本章小结
• 第5章 不同土壤类型微生物固碳对侵蚀沉积作用响应
•   5.1 不同土壤类型间自养微生物固碳速率差异分析
•   5.2 土壤自养微生物固碳速率与自养微生物特性的关系
•   5.3 土壤自养微生物固碳速率与基本理化因子的关系
•   5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 研究中的不足与展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录 B 攻读学位期间参与的课题目录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 蒋婕妤

导师: 李忠武

关键词: 土壤侵蚀,黄土高原,南方红壤低山丘陵区,土壤自养微生物,固碳,土壤类型

来源: 湖南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农业基础科学,农艺学,农艺学

单位: 湖南大学

分类号: S154.3;S157.1

DOI: 10.27135/d.cnki.ghudu.2019.001993

总页数: 69

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