外来植物三裂叶豚草入侵对土壤线虫群落结构的影响

发布时间：2017-09-30 03:18

  本文关键词：外来植物三裂叶豚草入侵对土壤线虫群落结构的影响

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【摘要】：近年来,随着外来植物入侵危害的加重,了解入侵植物对土壤生物多样性的影响及其机制已经成为生态学领域研究的重中之重。为了解外来植物入侵对土壤线虫群落结构的改变,揭示入侵植物对土壤生态系统的影响,我们分别进行野外调查实验和室内模拟凋落物分解实验。一方面,分别于2015年五月、八月、十月在沈阳(沈阳农业大学后山、东陵监狱旁)、铁岭(辽河大桥、柴河观测站)、锦州(高桥)五个地点进行野外采样,以入侵严重的外来植物三裂叶豚草(Ambrosia trifida)和共生的本地植物为研究对象,测定植物入侵对土壤线虫群落结构的影响。另一方面,我们收集了沈阳地区的外来植物三裂叶豚草和与共生的本地植物水蒿(Artemisia selengensis)的凋落叶,通过微生态箱法模拟分解,探索入侵植物叶片凋落物分解对土壤线虫群落结构的影响。野外调查发现,入侵植物和本地植物的株高、植株密度和地上部分生物量在不同的生长季节存在差异。三因子方差分析表明,三裂叶豚草入侵并没有改变入侵地土壤的pH、总氮、总磷和土壤有机质,而对植物地上部分生物量、植株密度有显著影响。在五个实验地点,土壤中线虫属数量均随植物的生长而减少,并且到繁殖生长期时,入侵植物土壤中线虫属的数量(辽河大桥和沈阳农业大学后山为19属,高桥为15属)少于本地植物(辽河大桥和沈阳农业大学后山为22属,高桥为19属)。整个实验中,食细菌线虫Chronogaster属只在入侵植物土壤中发现。总体上看,各食性类群比例在入侵植物与本地植物土壤间差异不显著,而植食性线虫占最大比例(约40%),并且植食性线虫比例在入侵植物土壤中随植物生长呈降低趋势。土壤线虫多样性指数的三因子方差分析结果表明,植物类型对土壤线虫多样性的影响不显著。但是在不同的取样地点不同的生长时期,入侵植物与本地植物土壤线虫Shannon-Weaver指数出现显著差异。结果表明,入侵植物对土壤线虫的影响存在地点和植物生长时期效应。模拟凋落物分解实验结果表明,与本地种水蒿相比,入侵植物三裂叶豚草凋落物分解更快,可能与其具有较高氮含量有关。随着分解时间的延长,两物种凋落叶处理的土壤中食细菌线虫密度、食真菌线虫密度和土壤总线虫密度的差异程度增大。分解45天时,添加入侵植物凋落叶的土壤中线虫总密度、食真菌线虫密度显著高于添加本地植物凋落叶的土壤；分解90天时,入侵植物处理土壤中食细菌线虫密度和食真菌线虫密度均显著高于本地植物处理土壤。土壤线虫富集指数随时间虽有上升的趋势,但90天时两种处理间并没有显著差异；同时,土壤线虫结构指数有下降趋势,90天时该指数在入侵植物处理的土壤中显著高于本地植物处理的土壤。土壤线虫的多样性指数在分解90天后处理间差异不显著。结果表明,入侵植物通过凋落物分解途径能够刺激土壤线虫的增殖,改变土壤线虫的群落结构,但对多样性的影响不显著。总之,研究结果表明,三裂叶豚草入侵影响土壤线虫的组成,改变土壤线虫的群落结构,但是这种改变受入侵地其他因素的影响。
【关键词】：植物入侵 三裂叶豚草 凋落叶分解 线虫 多样性
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S45;S154.386
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 前言12-21
• 1.1 外来植物入侵与土壤生物多样性12-15
• 1.1.1 生物多样性的内涵及评价12-13
• 1.1.2 凋落物输入与土壤生物13-14
• 1.1.3 凋落物分解与土壤养分14
• 1.1.4 凋落物对土壤生物的影响14-15
• 1.1.5 凋落物影响土壤生物的机制15
• 1.2 植物入侵对土壤生物多样性的影响15-18
• 1.2.1 外来植物入侵影响土壤生物的机制15-16
• 1.2.2 植物入侵对土壤微生物的影响16-17
• 1.2.3 植物入侵对土壤动物的影响17-18
• 1.3 三裂叶豚草特性及其在辽宁省的入侵状况18
• 1.3.1 三裂叶豚草的生物学特性及危害18
• 1.3.2 三裂叶豚草在辽宁省的入侵状况及危害18
• 1.4 土壤线虫多样性及其在生态系统中的功能18-19
• 1.4.1 线虫在生态系统中的功能19
• 1.4.2 线虫作为植物影响土壤生物指示生物的优势19
• 1.5 本研究的立项依据、目的和思路19-21
• 第二章 三裂叶豚草对辽宁地区土壤线虫群落结构的影响21-42
• 2.1 前言21
• 2.2 材料与方法21-23
• 2.2.1 采样时间、地点21-22
• 2.2.2 样品处理及环境参数测定22
• 2.2.3 线虫分离与营养类群划分22-23
• 2.2.4 数据统计与分析23
• 2.3 结果23-39
• 2.3.1 环境参数23-27
• 2.3.2 辽宁不同地区入侵植物三裂叶豚草和本地植物的土壤线虫组成27-34
• 2.3.3 入侵植物三裂叶豚草和本地植物土壤线虫营养类群比例34-36
• 2.3.4 入侵植物三裂叶豚草和本地植物土壤线虫功能团与土壤因子的关系36
• 2.3.5 入侵植物三裂叶豚草和本地植物土壤线虫群落结构特征36-39
• 2.4 讨论39-42
• 2.4.1 辽宁地区三裂叶豚草入侵对土壤线虫数量特征的影响39-40
• 2.4.2 辽宁地区三裂叶豚草入侵对土壤线虫群落的影响40-42
• 第三章 三裂叶豚草凋落叶分解对土壤线虫群落结构的影响42-54
• 3.1 前言42
• 3.2 材料与方法42-44
• 3.2.1 样品采集与处理42-43
• 3.2.2 微生态箱的构建43
• 3.2.3 实验设计43
• 3.2.4 样品收集、处理与分析43-44
• 3.2.5 数据统计与分析44
• 3.3 结果44-51
• 3.3.1 凋落叶的质量和分解速率44-45
• 3.3.2 不同凋落叶处理下土壤线虫的数量、组成及多样性45-51
• 3.4 讨论51-54
• 3.4.1 不同植物凋落物的分解差异51
• 3.4.2 不同凋落物处理中土壤线虫群落结构的差异51-54
• 第四章 结论与展望54-55
• 4.1 结论54
• 4.2 展望54-55
• 参考文献55-65
• 附图65-82
• 致谢82-83
• 攻读硕士学位期间发表文章83

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