树种多样性对土壤酶活性与微生物多样性的影响

论文摘要

土壤酶和土壤微生物在土壤生态系统的物质转化和能量流动方面扮演重要壤生态过程。研究不同树种多样性对土壤酶活性与土壤微生物多样性的影响,有助于探索地上部分植物多样性与地下生态系统过程之间的关系,为森林生态系统可持续经营奠定理论基础,为维持森林生态系统服务提供理论依据。本研究通过设置1-4树种多样性梯度林木丛实验,用比色法测定各土层（腐殖质层、0-15cm、15-30cm、30-45cm、45-60cm）的土壤酶（酸性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过的角色,地上树种多样性变化能够通过影响土壤酶和土壤微生物调节地下土氧化氢酶）活性,运用高通量测序技术测定0-15cm土层土壤细菌、真菌多样性及群落结构,从土壤酶活性特征和土壤微生物多样性两个方面解析树种多样对土壤生态系统的影响,为林业管理和土地利用提供理论依据。主要研究成果如下:（1）随着树种多样性增加,土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶活性总的来说先增加后减少,在3个树种时土壤酶活性最大;土壤过氧化氢酶活性随树种多样性的增加而减少。但在不同土层,树种多样性对土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶活性的影响有差异。酸性磷酸酶在在0-15cm土层和15-30cm土层随树种多样的增加而增加;在30-45cm和45-60cm土层,随树种多样的增加先增加后减少,3个树种时酶活性最大;在腐殖质层无明显规律。蔗糖酶在腐殖质层和15-30cm土层随树种多样性的增加而增加,在其他土层无明显规律。土壤综合酶指数（SEI）从大到小顺序为:2个树种>3个树种>4个树种>1个树种。在垂直分布上,4种土壤酶活性随土层深度的加深而降低。但不同酶活性递降幅度不同,蔗糖酶递减幅度最大。4种土壤酶活性在腐殖质层到30cm 土深之间递减幅度较大,30cm到60cm土深之间递减幅度较平缓。（2）不同树种多样性梯度下的土壤细菌多样性和群落结构差异不显著。树种丰富度增加对土壤细菌的OTU数目、多样性指数无显著影响。酸杆菌门（Acidobacteri,37.81%-42.18%）和变形菌门（Proteobacteria,27.95%-32.67%）是不同树种多样性梯度土壤的优势细菌菌群。随着树种多样增加,酸杆菌门相对丰度减少,变形菌门、放线菌门相对丰度增加。不同树种多样性梯度下的土壤真菌多样性和群落结构差异显著。树种多样性对真菌群落的相对丰度、多样性影响显著,随着树种多样性的增加,真菌OTU数目、多样性指数先增加后减少,3个树种时土壤真菌OTU丰富度、多样性指数最大。担子菌门（Basidiomycota 49.80%-72.13%）和子囊菌门（Ascomycota,19.58%-34.48%）是不同树种多样性梯度土壤的优势真菌菌群,随着树种多样性增加,担子菌菌群相对丰富度无明显变化规律,子囊菌菌群相对丰度呈递增趋势。（3）土壤脲酶活性与真菌香农指数、细菌OTU数目呈显著正相关关系,土壤蔗糖酶活性与细菌OTU数目呈显著正相关关系。土壤细菌、真菌丰富度和多样性分别与特定的土壤酶活性密切相关。（4）土壤pH与4种土壤酶活性均呈显著负相关关系,相关系数从大到小顺序为:酸性磷酸酶>蔗糖酶>脲酶>过氧化氢酶。土壤有机碳与4种土壤酶活性均呈显著正相关关系,相关系数从大到小顺序为:蔗糖酶>酸性磷酸酶>脲酶>过氧化氢酶。土壤理化性质对土壤细菌、真菌群落结构影响显著。土壤细菌群落结构主要受土壤pH、有机碳的影响。土壤真菌群落结构主要受土壤含水率的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 植物多样性对土壤酶活性的影响
•     1.2.2 植物多样性对微生物多样性的影响
•     1.2.3 土壤酶活性与微生物多样性的关系
•   1.3 研究目的与意义
•   1.4 研究内容
•   1.5 技术路线
• 2 研究材料与方法
•   2.1 研究地概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 样地布置
•     2.2.2 土壤样品采集与处理
•     2.2.3 样品测定
•   2.3 数据分析和处理
•     2.3.1 土壤综合酶指数
• 3 结果与分析
•   3.1 土壤理化性质
•   3.2 树种多样性对土壤酶活性的影响
•     3.2.1 不同树种多样性下土壤酶活性变化及其垂直分布变化
•     3.2.2 不同树种多样性土壤综合酶指数
•     3.2.3 不同树种多样性土壤酶活性之间及其与土壤理化性质的相关性
•   3.3 树种多样性对土壤微生物多样性的影响
•     3.3.1 不同树种多样性对土壤细菌多样性的影响
•     3.3.2 不同树种多样性对土壤真菌多样性的影响
•   3.4 树种多样性、土壤酶活性、微生物多样性之间的影响
•     3.4.1 土壤酶活性与微生物多样性之间的关系
•     3.4.2 树种多样性与土壤酶活性、微生物多样性之间的关系
• 4 讨论
•   4.1 树种多样性对土壤酶活性的影响
•   4.2 树种多样性对土壤微生物多样性的影响
•     4.2.1 树种多样性对土壤细菌多样性的影响
•     4.2.2 树种多样性对土壤真菌多样性的影响
•   4.3 树种多样性对土壤酶活性、微生物多样性的影响
• 5 结论
• 6 研究展望
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间的主要学术成果和论文发表
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈琴

导师: 雷丕锋

关键词: 树种多样性,土壤酶活性,土壤微生物多样性,微生物群落结构

来源: 中南林业科技大学

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: 中南林业科技大学

分类号: S714

总页数: 75

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