小陇山国家级自然保护区土壤理化性质及其与土壤微生物群落特征的相关性研究

发布时间：2020-07-06 17:16

【摘要】：小陇山自然保护区是我国暖温带-亚热带过渡地区保存最原始的森林生态系统，属于森林生态系统类型的自然保护区，是亚热带湿润气候区和暖温带的过渡带，为南北气候的分水岭。保护区内自然环境原始、独特，物种古老珍稀，生物多样性典型、丰富。本文选取小陇山具有代表性的四种群落进行林下土壤取样，分析研究了各群落类型的土壤环境特点，测定了各个群落类性的土壤理化性质和土壤微生物的数量，并详细研究了每一种土壤微生物与土壤理化性质的相关性。研究结果如下：（1）土壤理化性质物理性质：四种不同群落类型土壤容重的变化范围在0.88~1.14g/cm3；孔隙度为53.17~64.62%；田间持水量为22.73~33.46% 化学性质：四种不同群落类型土壤pH值的变化范围在5.46~6.75，总体上呈弱酸性；有机质为0.99~9.51%；速效氮含量为16.19~196.3mg/kg；速效磷含量为1.25~89.0mg/kg；速效钾含量为7.26~220.3mg/kg 根据土壤养分级别标准可以判断出当地土壤的营养状况良好，养分等级级别均较高。（2）土壤微生物数量特征土壤微生物三大类菌群总数为阔叶混交林806.188×10~5cfu·g~(-1)干土；日本落叶松林2311.681×10~5cfu·g~(-1)干土；油松林2544.222×10~5cfu·g~(-1)干土；锐齿栎林7295.452×10~5cfu·g~(-1)干土。在每种群落类型的土壤中均以细菌数量最多，放线菌次之，真菌最少；在垂直剖面上均表现出明显的垂直分布特征。土壤微生物功能菌群总数为油松林39.36×10~5cfu·g~(-1)干土；日本落叶松林32.59×10~5cfu·g~(-1)干土；阔叶混交林43.22×10~5cfu·g~(-1)干土；锐齿栎林68.2×10~5cfu·g~(-1)干土。每种群落类型的土壤中以溶磷菌数量最多，第二是好气性固氮菌，第三是解钾硅酸盐细菌，数量最少的为好气性纤维分解菌。各类功能菌在各种不同群落的垂直剖面上也表现出明显的垂直分布特征。（3）土壤微生物数量与土壤理化性质的相关性研究发现土壤中的细菌数量与含水量呈现出了极显著的正相关性，与有机质含量呈现出了极显著的正相关性，说明细菌的生长需要充足的水源和养分；土壤真菌数量与土壤pH值呈现出了极显著的负相关性，说明了真菌喜欢在偏酸性的环境中生长。放线菌数量与土壤中的含水量、有机质含量和速效氮、磷、钾含量大多呈现出一定的正相关性，说明放线菌的生长也需要各类营养成分。好气性固氮菌与土壤含水量表现出了一定的正相关性，好气性固氮菌对土壤的酸碱度反应较为敏感，好气性固氮菌与土壤有机质含量在各个土壤深度均表现出一定的正相关性，与土壤中的速效氮含量呈现出了一定的负相关性，说明固氮类细菌需要在碳水化合物丰富而且又缺少化合态氮的环境中，才有利于充分发挥其固氮作用。与速效磷和速效钾含量在中层土壤深度呈现出了一定的正相关性又说明固氮菌类与磷、钾等微量元素配合施用时则能促进固氮菌的活性。溶磷菌与含水量表现出一定的正相关性，与pH值表现出一定的正相关性，说明溶磷菌在中层土壤深度生长所需的酸碱环境为弱碱性，与有机质的含量在各个土壤深度均表现出一定的正相关性，说明溶磷菌的生长和溶磷作用的发挥也需要充足的养分供给。与速效氮和速效钾含量在中层土壤深度均表现出一定的正相关性，与速效磷含量在中层和深层土壤深度均表现出一定的负相关性，说明溶磷菌需要在碳水化合物丰富而且又缺少化合态磷的环境中，才有利于充分发挥其溶磷作用。解钾硅酸盐细菌与土壤含水量表现出一定的负相关性，与pH值的相关性不明显，说明硅酸盐细菌对营养条件的要求不高，对环境条件适应性较强。与有机质含量表现出一定的正相关性，说明解钾硅酸盐细菌的生长和解钾作用的发挥也需要一定的营养供给。与速效钾含量在中层和深层土壤深度表现出一定的负相关性，说明土壤中速效钾含量如果过高容易抑制解钾硅酸盐细菌的繁殖和解钾作用的发挥。好气性纤维素分解细菌在表层土壤和中层土壤与含水量表现出一定的负相关性，与土壤pH值在表层土壤表现出一定的正相关性，与有机质含量呈现出一定的正相关性，说明好气性纤维素分解细菌的生长和分解纤维素作用的发挥需要养分供给。好气性纤维素分解细菌与速效养分的相关性则并不十分显著。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S714
【图文】：

位置图,土样,油松林

图 2-1 研究区理位置图Fig.2-1 study area location map2.2 研究方法2.2.1 土样的采集本次调查选定 15 个样方，具体采样地选择小陇山四种群落类型：锐齿栎林、阔叶混交林、日本落叶松林和油松林，其中日本落叶松和油松林为人工林地。每一样方的土样在采集时都要除去地面植被和地表覆盖物，并铲除表面表土（厚度大约为 1cm 即可），避免地表杂物与土样混杂。在每块样方内设 5 个采样点，使用土钻在每一采样点的土壤剖面上每隔 10cm 采取土样，分别采取 0～10cm、10～20cm、20～40cm、40cm 以下共四层土样进行分析。混匀同一层次土样，将所采集的土样装入聚乙烯灭菌袋，附上标签，并在标签上标记好采样地点、采样时间、采土深度、采样植被类型、采集日期并编好号后带回实验室，置于实验室冰箱中

不同群,垂直剖面,日本落叶松林,阔叶混交林

40 以下 6.48 2.42 114.51 12.6 9.86平值 6.18 4.39 116.32 22.38 83.32据图3-1可知，四种不同群落类型的土壤pH值的变化范围在5.46~6.75之间，平均值介于 6.04～6.56 之间。总体上呈弱酸性。土壤深度 0~10cm pH 值从小到大为日本落叶松林地＜油松林地＜锐齿栎林地＜阔叶混交林地；土壤深度10~20cm pH 值从小到大为锐齿栎林地＜阔叶混交林地＜日本落叶松林地＜油松林地；土壤深度 20~40cm pH 值从小到大为阔叶混交林地＜锐齿栎林地＜日本落叶松林地＜油松林地；土壤深度 40cm 以下 pH 值从小到大为阔叶混交林地＜日本落叶松林地＜锐齿栎林地。pH 值平均值从小到大为阔叶混交林地＜锐齿栎林地＜日本落叶松林地＜油松林地。土壤垂直剖面上 pH 值相比，随着土壤深度的增加

不同群,土壤有机质含量,有机质含量,垂直剖面

据表 3-3 和图 3-2 可知，四种不同群落类型土壤的有机质含量存在着壤有机质含量在 0.99% ~ 9.51%之间变化。在 0~10cm、10~20cm、20~ 以下四个土壤深度中，锐齿栎林地的有机质含量分别为 9.51%、3.、2.42%；油松有机质含量分别为 4.55%、3.20%、2.10%；日本落叶含量为 5.87%、2.89%、1.52%、0.99%；阔叶混交林地有机质含量分

【参考文献】