辽河源森林土壤微生物特性对凋落物组分变化的响应

发布时间：2019-01-02 07:12

【摘要】：本研究以冀北辽河源自然保护区大卧铺林场作为研究地点,以该区域内油松幼龄幼龄林、油松中龄林、油松近熟林、山杨纯林及山杨-白桦-蒙古栎阔叶混交林作为研究对象,分析针叶及阔叶凋落物组分变化对土壤微生物特性(微生物量碳、微生物呼吸、微生物代谢熵)的影响,为森林土壤微生物学驱动凋落物分解的机制以及微生物分解过程与凋落物组成关系的研究提供科学依据及数据支撑。本文主要研究结果为：(1)0～20 cm土层,油松幼龄林内对照处理、未分解凋落物处理、半分解凋落物处理土壤微生物量碳平均含量分别为68.48、114.14、126.06 mg·kg-1,微生物呼吸平均速率为0.46、0.73、0.75 gg·g-1·h-1；油松中龄林微生物量碳分别为80.63、131.70、146.00 mg·kg-1,微生物呼吸为0.48、0.68、0.71 μg-g-1·h-1；油松近熟林微生物量碳分别为97.81、183.12、211.06 mg·kg-1,微生物呼吸为0.56、0.80、0.86 μg·g-1·h-1。因此,土壤微生物对有机碳的利用效率及微生物量碳含量变化趋势表现为油松幼龄林油松中龄林油松近熟林,半分解凋落物处理未分解凋落物处理对照处理；微生物呼吸变化趋势为油松中龄林油松幼龄林油松近熟林,半分解凋落物处理略高于未分解凋落物处理。由此可知,添加油松叶凋落物能够显著增加土壤微生物量碳含量、增强微生物呼吸作用强度、提高微生物对有机碳的利用效率；随着油松林龄的增加,林地内土壤微生物量碳含量及碳利用效率逐渐增加,土壤微生物呼吸作用强度先降低后增加的趋势；与未分解凋落物处理相比,半分解凋落物处理能够显著增加土壤微生物活性及碳利用效率。此外,不同林龄油松叶凋落物处理对土壤微生物量碳、微生物代谢熵及10～20cm土层微生物呼吸均构成显著影响,不同分解状态油松叶凋落物处理显著影响0-5cm及10～20 cm土层土壤微生物特性,而二者未对土壤微生物特性产生显著的交互作用。(2)0～20 cm土层,山杨-白桦-蒙古栎阔叶混交林内,对照处理、单一白桦凋落物处理、单一山杨凋落物处理和单一蒙古栎凋落物处理土壤微生物量碳平均含量分别为124.84、325.29、349.79和319.02 mg·kg-1,微生物呼吸平均速率分别为0.66、1.12、1.16和1.10μg·g-1·h-1。单一凋落物处理、两种凋落物混合处理、三种凋落物混合处理土壤微生物量碳平均含量分别为331.37、418.52和529.34 mg.kg-1,微生物呼吸平均速率分别为1.13、1.30和1.46μg·g-1·h-1。各处理土壤微生物代谢熵变化趋势与微生物量碳、微生物呼吸相反。说明凋落物组分不同,其土壤微生物特征不同。凋落物质量的提高以及不同种类凋落物的混合能够提高土壤中微生物量碳含量、微生物呼吸速率及有机碳利用效率。(3)白桦及蒙古栎凋落物在主场分解时土壤微生物量碳含量显著高于客场,而主客场间土壤微生物呼吸速率则差异不显著。此外,土壤微生物量碳、微生物呼吸对不同植物凋落物分解主场效应的响应程度也不一致。客场蒙古栎凋落物处理0-5 cm、5-10 cm及10～20 cm土层土壤微生物量碳含量相比主场降低了39.63%、34.92%、33.50%；白桦凋落物则降低了31.57%、27.14%、16.97%。客场蒙古栎凋落物处理微生物呼吸分别为主场的96.29%、92.43%、83.73%；白桦凋落物为99.44%、97.28%、101.31%。土壤微生物代谢熵的动态变化趋势与微生物量碳相反。由此可知,土壤微生物量碳与微生物代谢熵对蒙古栎及白桦叶凋落物分解主场效应表现出明显的响应；土壤微生物特性对蒙古栎凋落物分解主场效应的响应程度高于白桦凋落物。
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【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714

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