增温对毛乌素沙地典型油蒿灌丛枯落物分解和细菌群落的影响

论文摘要

气候变暖深刻影响着陆地生态系统的结构和功能。枯落物分解是生态系统物质循环的重要过程,该过程能够调控生态系统CO2释放、土壤有机质的形成以及养分固定等过程;另外在生态系统物质循环过程中微生物也起着十分重要的作用。干旱半干旱地区在区域和全球碳循环过程中起着重要的调控作用。因此了解干旱半干旱区的枯落物分解及微生物群落组成对增温的响应,对准确预测气候变化背景下该地区碳氮循环至关重要。本研究以毛乌素沙地油蒿灌丛生态系统中的油蒿和赖草的枯落物为研究对象,结合开顶箱(OTC,Open Top Chamber)模拟增温、分解袋实验和室内测定等方法,研究增温对毛乌素沙地油蒿灌丛生态系统枯落物分解和微生物群落的影响。主要结果如下:(1)增温条件下油蒿叶枯落物、油蒿枝枯落物、赖草枯落物的质量残余率分别为58.67%、88.23%和74.77%,对照组三种类型枯落物质量残余率分别为48.63%、81.53%、64.88%,增温减缓了枯落物质量损失速率。(2)分解时间、枯落物种类和增温对枯落物质量损失率均有显著的影响。增温对不同类型枯落物分解的抑制作用存在显著差异;同一种类型的枯落物,增温的抑制作用随着时间的变化而变化;相同的环境条件下,不同类型枯落物在不同的时间段内的质量损失率存在显著差异。(3)增温改变了油蒿叶枯落物上的细菌群落分布多样性和群落丰富度(Shannon指数:P<0.05,ACE指数:P<0.01),对油蒿枝枯落物(Shannon指数:P=0.99,ACE指数:P=0.38)和赖草枯落物(Shannon指数:P=0.12,ACE指数:P=0.24)上的细菌群落的多样性和丰富度没有影响。增温改变了油蒿枝、油蒿叶、赖草枯落物上优势门和优势属细菌的相对丰度。研究结果表明,增温能够抑制毛乌素沙地油蒿灌丛群落枯落物的分解速率,减缓该地区碳氮元素的周转速率;并且增温对于枯落物上的细菌的多样性没有影响(除油蒿叶枯落物),但是增温改变了细菌群落内不同细菌的丰度。研究揭示了毛乌素油嵩灌丛群落枯落物在增温条件下的分解规律以及枯落物上的微生物群落组成对增温的响应机制,并从微生物群落组成的角度为枯落物分解对增温的响应提供一定的解释。

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 增温对枯落物分解速率的影响
•     1.2.2 增温对碳氮动态的影响
•     1.2.3 增温对微生物群落的影响
• 2 研究区概况
• 3 研究内容、方法与技术路线
•   3.1 研究内容
•   3.2 研究方法
•     3.2.1 实验布设
•     3.2.2 枯落物的收集与处理
•     3.2.3 温湿度的观测
•     3.2.4 枯落物碳氮元素的测定
•     3.2.5 枯落物微生物群落组成和结构
•     3.2.6 枯落物分解速率的测定
•     3.2.7 数据处理
•   3.3 技术路线
• 4 枯落物分解
•   4.1 增温处理对温湿度的影响
•   4.2 增温对油蒿赖草枯落物分解的影响
•   4.3 增温对油蒿赖草枯落物碳氮动态的影响
• 5 增温对微生物细菌群落组成和结构的影响
•   5.1 增温对微生物细菌α-多样性的影响
•   5.2 增温对微生物群落β-多样性的影响
•   5.3 增温对微生物群落组成的影响
•     5.3.1 门水平上细菌群落组成差异
•     5.3.2 同种类型枯落物上的微生物在门水平上的丰度差异
•     5.3.3 属水平上细菌群落组成差异
•     5.3.4 同种类型枯落物上的微生物在属水平上的丰度差异
•   5.4 多组样品间细菌丰度的差异
•   5.5 增温处理和对照组微生物群落LEfSe差异分析
• 6 枯落物分解以及微生物群落与影响因子的相关性
•   6.1 枯落物分解系数k与环境因子的相关性分析
•   6.2 枯落物分解系数k与枯落物初始碳氮含量的相关性分析
•   6.3 微生物群落物种组成的影响
•     6.3.1 VIF方差膨胀因子分析
•     6.3.2 门水平上微生物群落组成与影响因子的RDA分析
•     6.3.3 微生物群落属水平上的物种组成与影响因子的关联分析
• 7 讨论
•   7.1 增温对毛乌素沙地灌丛生态系统枯落物分解的影响
•   7.2 增温对毛乌素沙地油蒿灌丛生态系统枯落物碳氮动态的影响
•   7.3 增温对毛乌素沙地油蒿灌丛生态系统微生物群落的影响
• 8 结论与展望
•   8.1 结论
•   8.2 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 牟钰

导师: 贾昕

关键词: 毛乌素沙地,油蒿,赖草,凋落物,微生物,开顶箱

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

分类号: Q948.1

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000274

总页数: 68

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