贵州喀斯特几种石生苔藓和土壤微生物对石灰岩的溶蚀作用

发布时间：2018-05-27 10:31

本文选题：喀斯特 + 石生苔藓　；参考：《西南大学》2017年硕士论文

【摘要】：中国贵州是石漠化分布面积最大、危害最严重的省份。由于石漠化生态环境的持续恶化,造成严重的水土流失问题,已对贵州甚至西南喀斯特地区的生态建设和可持续发展构成了严重的威胁,严重影响着群众的生产和生活。植物与岩石圈的相互作用是生态学研究热点之一,尤其是喀斯特石生植物可直接作用于碳酸盐岩,产生强烈的生物岩溶效应,加快了土壤的形成。因此,研究喀斯特苔藓植物及其基部土壤微生物对碳酸盐岩的溶蚀作用,有利于进一步了解该地区的成土作用、植被的恢复演替,为石漠化生态环境的治理提供理论依据。苔藓植物在森林生态系统中扮演着重要的角色,对保持水土、涵养水源以及生态小环境的改善都发挥着不可替代的作用。选用中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站严重石漠化区域长势良好的石生植物银叶真藓Bryum argenteum、美灰藓Eurohypnum leptothollum、匍枝青藓Brachythecium procumbens、短叶对齿藓Didymodon tectorum和细叶小羽藓Haplocladium microphyllum为材料。探讨银叶真藓、美灰藓和细叶小羽藓的土柱淋溶实验;几种苔藓的快速繁殖;以葡枝桻藓为对象研究单一植物对石灰岩的溶蚀能力、基部土壤微生物对石灰岩的溶蚀能力以及两者的协同促进作用。结果发现:(1)喀斯特4种石生苔藓的综合溶蚀作用。利用自制的岩溶土壤系统淋失模拟试验装置,探究苔藓植物整体上对石灰岩的溶蚀作用。取淋出液测定p H、电导率、碳酸酐酶(CA)活性、钙离子浓度、镁离子浓度、试片称重及碳汇计算。总的来说:岩溶生态系统中,不同植物的碳酸酐酶活性差异较大,其中细叶小羽藓的溶蚀效果最为显著,产生的碳汇量最大;美灰藓CA活性最高,为272.99U·g~(-1)·FW;最小的为细叶小羽藓38.31U·g~(-1)·FW。淋出液都检测到CA的存在,银叶真藓淋溶6d的CA活性最高,随着时间的推移,4种植物CA总体上表现出先略降,然后升高,最后趋于平稳的趋势;p H值呈上升趋势;电导率呈下降趋势;淋出液中钙镁离子浓度随着淋溶时间的延长而降低,一定时间后趋于动态平衡;说明石生植物对石灰岩有明显的酶促溶蚀驱动作用,且溶蚀率与CA活性成正相关。本文的研究对于深入认识喀斯特地区石生苔藓植物代谢产生的CA物质动态及其对石灰岩的侵蚀作用具有重大的学术意义。(2)几种石生苔藓的离体培养和溶蚀作用研究。为了探究苔藓单一的植物体对碳酸盐岩的溶蚀作用,本试验接下来对苔藓的外植体进行消毒,以期获得离体培养的无菌苗。目的是为了在排除自然条件下苔藓基部的土壤、土壤中的微生物和其它杂生苔藓植物的干扰后,探究单种苔藓植物体对碳酸盐岩的溶蚀效果。对苔藓植物外植体消毒,选用5种苔藓的外植体最远离土壤的尖端1cm的幼嫩茎叶段为试验材料,以升汞和70%酒精为消毒剂进行苔藓外植体消毒,消毒方法采用L4(23)2水平3因素4个处理的正交设计,结果如下:匍枝青藓的最佳消毒方法:0.1%的升汞消毒2分钟,70%的酒精消毒20秒;银叶真藓的最佳消毒方法:0.05%的升汞消毒1分钟,70%的酒精消毒20秒;短叶对齿藓的最佳消毒方法:0.025%的升汞消毒2分钟,70%的酒精消毒10秒;其余2种苔藓无明显结果。每瓶MS培养基中加入一片石灰岩试片进行单一苔藓的溶蚀作用试验,再接入不同量的匍枝青藓,光照培养箱中培养一个月后测定培养基的CA活性、p H值、电导率、钙离子浓度、镁离子浓度、锌离子浓度、石灰岩试片称重及碳汇估算。结果如下:匍枝青藓产生胞外CA,且CA活性与p H值、电导率、钙镁锌3种离子的浓度呈正相关。(3)典型石生匍枝青藓及基部土壤微生物的溶蚀作用研究。为了探究匍枝青藓基部土壤微生物的岩溶作用,本试验采用培养基分离法分离土壤微生物,细菌用肉汤培养基(p H7.2)、真菌采用土豆培养基(p H6.2)、放线菌采用高氏1号培养基(p H7.4)。分离后的三种微生物做稀释平板计数,以106个/ml接种到配好的培养基中,培养基分为4组,分别是细菌、真菌、放线菌和H2O-CO2系统(常压CO2)的对照组。设定时间梯度收集培养液用于测定电导率、p H值、钙离子浓度、镁离子浓度和锌离子浓度。整个试验历时60h。试验结束后取出试片,蒸馏水洗净,烘干并称重,碳汇估算。结果表明,微生物通过产生胞外CA对石灰岩产生溶蚀作用。且不同微生物产生的CA不同,溶蚀效果也不一样。真菌的溶蚀效果最好,细菌其次,放线菌最差。
[Abstract]:This paper deals with the effects of soil microorganisms on the erosion of limestone in Guizhou and even southwest of Guizhou province . In order to find out the effect of single mosses on the dissolution of carbonate rocks , it was found that the best disinfection methods were : 0 . 025 % HgCl _ 2 disinfection for 2 minutes , 70 % alcohol disinfection for 20 seconds . The results were as follows : 0 . 025 % HgCl _ 2 was disinfected for 2 minutes , 70 % alcohol was disinfected for 10 seconds . The results showed that the activity of CA was positively correlated with the concentration of p - H , conductivity and Ca - Mg - Zn . ( 3 ) In order to explore the karst effect of soil microorganisms in the basal soil , the culture medium ( p H7.2 ) was used to separate the soil microorganisms and bacteria . The fungus was inoculated with potato culture medium ( p H6.2 ) . The results showed that the results showed that the micro - organisms produced a corrosion effect on limestone by generating extracellular CA . The results showed that the microorganisms produced a corrosion effect on limestone by generating extracellular CA . The results showed that the microorganisms produced a corrosion effect on limestone by generating extracellular CA . The results showed that the results showed that the microorganisms produced by the different microorganisms had different corrosion effects . The fungi had the best erosion effect , and the bacteria were the worst .
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q948.11;X171

【参考文献】