北京市五环内道路绿地土壤养分及细菌群落结构空间分布特征研究

发布时间：2020-07-16 05:57

【摘要】：本研究运用GIS技术及相关地统计学方法对北京市五环内道路绿地的土壤养分和细菌群落结构多样性的空间分布规律进行探究,同时采用高通量测序方法揭示该区域内土壤细菌群落结构组成特征,为北京市城市道路绿地土壤的合理利用及土壤质量的提升提供理论依据,保障城市道路绿地土壤生态系统的可持续发展。主要结论如下:(1)研究区域内土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾的平均含量分别为 14.25 g·kg-1、0.65 g·kg-1、54.17 mg·kg-1、18.69 mg·kg-1 及 177.95 mg·kg-1;结合养分等级标准可知,土壤有机质和氮素含量相对缺乏,有效磷和速效钾含量相对较高;各项养分指标的变异系数(CV)均位于40.00%～56.10%之间,呈中等变异性。(2)土壤养分的半变异函数分析结果表明:有机质、碱解氮及速效钾为指数模型,全氮和有效磷为球面模型;有机质、全氮以及有效磷的块金系数均大于75%,具有空间弱相关性,碱解氮和速效钾的块金系数在25%-75%之间,呈中等的空间相关性。克里格插值结果表明:各项养分指标在南部区域均表现出较低的分布规律;有机质含量自西北向东南递减,均处在Ⅲ级水平以下,较为贫乏;全氮和碱解氮含量整体呈现出北高南低的趋势,西北部含量最高,主要处于Ⅳ级和Ⅴ级水平;有效磷含量在14.22～29.75 mg·kg-1之间,整体较高;速效钾含量较高且西北部含量明显高于其它区域,呈现由西北部向周边阶梯状递减的趋势。(3)土壤细菌的多样性和丰富度差异显著,整体呈从市中心向外逐渐降低的规律,属分类水平下的细菌群落结构组成较门分类水平呈现出更为明显的分异。门分类水平下的优势菌门占总比的78%左右,主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)四类。(4)土壤细菌群落多样性的半变异函数表明:Shannon和Simpson指数为高斯模型,Ace为指数模型,Chao1为球面模型,块金系数均大于75%,表现出弱的空间相关性;克里格空间插值结果表明:Shannon指数和Simpson指数总体呈由内环向外环阶梯状递减的趋势;Ace和Chao1指数整体呈现出中心及东南部分最高,东部次之,西部最低的趋势。(5)土壤细菌群落结构组成与土壤养分因子的冗余分析表明:土壤细菌群落结构组成与土壤含水量(WC)、有机质(SOM)、全氮(TN)和有效磷(AP)等养分因子息息相关,土壤全氮含量对土壤细菌群落结构组成影响最大,土壤含水量与土壤细菌群落结构组成呈显著正相关关系。整体来看,北京市五环内道路绿地土壤养分状况总体处于中等偏下水平,土壤细菌多样性及丰富度存在显著差异,两者都在一定程度上反映了市中心较于郊区较高的空间分布规律。因此建议通过加强施肥管理等措施,提高土壤养分水平,调节pH值,促进土壤细菌群落结构的优化,提升土壤生态系统的稳定性。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S154.3;P208
【图文】：

具体采样方法如下：在研究区域内的地图上按照１：２０万的比例在北京市五环星地图上进行网格法布点，实地采样时根据ＧＰＳ以及实地勘查结果最终确定采样点并依照实际采样经纬度和采样位置重新绘制道路绿地样点分布图。实地采样开始在采样区域内划定样方并将样方内土壤表层的植被刨去。采样时尽量避开乔、灌、的根系区域，使用直径为５邋ｃｍ的土钻以５点混合法钻取０－３０邋ｃｍ的表层土壤，均混合后，取其中约１邋ｋｇ邋土壤，将明显可见碎石块和动植物残体剔除之后，采用无的聚乙烯自封袋分装成两部分，并在自封袋上注明样点基本信息。其中一部分土壤回实验室，经风干撵磨之后，用于土壤理化性质的测定；另一部分土壤样品过１００ｍ土筛后，立即密封保存投入装有干冰的土样保温箱内，并于当日及时送于北京美吉物科技有限公司用于土壤细菌群落组成及结构的分析。另外使用体积为１００邋ｃｍ３的刀，采集土样放置于铝盒之中带回实验室用于土壤含水量（ＷＣ）的测定。逡逑

３．１．３．２邋土壤养分含量的半变异函数分析逡逑半变异函数也称为半变异方差函数，能够表征相关随机变量的空间变异结构，在逡逑地统计学中可用于空间格局的描述。在土壤空间变异的研究中，利用ＡｒｃＧＩＳ的克里逡逑格插值法，并结合半变异函数模型可对其它未知区域的数据进行模拟和预测，进而对逡逑相关指标的空间分布进行变异性分析。本研究中借助地统计法对土壤养分指标的空间逡逑变异特征。半变异方差函数的相关参数：Ｇ＞表示块金值，表示在取样尺度上园林管逡逑理、灌溉等随机因素引起的变异；Ｃ表示结构方差，其值反映了土壤母质、气候等结逡逑构性因素引起的变异；ｒ／（Ｃ０＋Ｃ）为块金系数，表示空间变异的程度；变程（ａ）即变异函逡逑数达到基台值所对应的距离（张婵婵，２０１３）。一般而言，块金系数用来表明系统变量逡逑空间相关性的程度，如果比值＜２５％，表明系统变量之间空间相关性较强，说明了变逡逑２３逡逑

北京市五环内道路绿地土壤养分及细菌群落结构空间分布特征研究菌群落结构分析逡逑菌群落多样性逡逑细菌稀释曲线分析逡逑样本的土壤细菌的ＤＮＡ进行１６Ｓ邋ｒＲＮＡ高通量测序后得到稀。测序深度在８００左右时稀释曲线整体趋于平缓，且文库的．８），说明此时的测序数据量相对合理且测序深度达到标准。壤细菌的数量和种类丰富度都比较高，但都各自有其独特的

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本文编号：2757620