三江平原典型湿地类型土壤微生物学特性对土壤有机碳的影响
发布时间：2020-10-23 13:43
湿地土壤有机碳是湿地生态系统中极其重要的生态因子。土壤微生物和酶是湿地土壤中最活跃的组分,有利于推动土壤有机质的矿化分解和土壤养分的循环,它们都与土壤碳循环密切相关,是土壤有机碳变化的早期预警指标,能够敏感的反映土壤有机碳的动态。然而目前缺乏与土壤微生物和酶活性等生物过程相关联的多过程综合研究,以致于对湿地土壤碳源-汇功能变化机理认识不足。三江平原湿地是我国重要的湿地,以此典型区域为研究对象,开展不同湿地类型土壤有机碳含量分布特征及其影响因素研究,对于了解湿地碳循环机制具有重要意义。本研究选取河漫滩湿地和湖滨湿地中4种典型湿地类型(毛苔草湿地CLW、芦苇湿地PAW、小叶章湿地CAW和小叶章+沼柳湿地CSW)为研究对象,通过对两个研究区不同湿地类型的土壤总有机碳和活性有机碳组分、土壤微生物数量、酶活性和微生物呼吸速率的季节变化特征及其相互关系进行了分析。结果表明:1、两个研究区土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量均随土层深度的增加而降低。河漫滩湿地CAW和CSW土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量显著高于CLW和PAW(P0.05);而湖滨湿地CLW土壤TOC和MBC含量显著性低于其它湿地类型(P0.05)。相比较而言,湖滨湿地的4种典型湿地类型的土壤TOC、MBC和EOC含量高于河漫滩湿地,DOC含量只有PAW和CSW高于河漫滩湿地。2、两个研究区4种湿地类型土壤总有机碳及活性有机碳组分均呈现显著的季节变化趋势。所有湿地类型TOC(湖滨湿地CLW除外)和DOC含量均以植物生长初期(5月份)最高;河漫滩湿地CAW和CSW土壤MBC和EOC含量均以植物生长末期(10月份)最高;湖滨湿地CLW和CSW土壤MBC和EOC含量均以植物生长末期(10月份)最高,而CAW和PAW土壤MBC和EOC含量则以植物生长初期(5月份)最高。3、不同湿地类型间土壤活性有机碳组分占总有机碳的比例在不同季节间差异显著。河漫滩湿地4种湿地类型土壤DOC、MBC和EOC占TOC的比例范围分别为0.29-1.33%、1.56-4.42%和10.54-33.35%;其中DOC/TOC均以5月份最高,而EOC/TOC则以5月份最低;CLW和PAW土壤微生物熵(MBC/TOC)以5月份最高,而CAW和CSW则以10月最高。湖滨湿地4种湿地类型土壤DOC、MBC和EOC占TOC的比例范围分别为0.13-0.51%、0.57-3.25%和18.39-40.23%;其中DOC/TOC以5月最高,而MBC/TOC和EOC/TOC均以10月份最高。4、两个研究区不同湿地类型土壤微生物群落结构差异显著。所有湿地类型微生物数量在垂直剖面上的分布均随土层深度增加而减少,均表现为细菌放线菌真菌,细菌数量占绝对优势(64.1-98.2%);细菌和放线菌数量以7月最大,而真菌数量以10月大;土壤微生物总数量最大值出现在7月,最小值出现在5月。两个研究区不同湿地类型间细菌、放线菌、真菌的数量和占微生物总数量的比例差异显著。CLW土壤微生物总数量显著低于其它湿地类型(P0.05)。湖滨湿地4种湿地类型土壤微生物总数均高于河漫滩湿地对应湿地类型。5、两个研究区所有湿地类型土壤蔗糖酶和纤维素酶活性均表现出随土层深度增加而下降的趋势,而过氧化氢酶活性变化趋势各异。河漫滩湿地4种湿地类型土壤蔗糖酶和纤维素酶活性均以5月份最高,而过氧化氢酶活性则在7月份最高(CSW除外);CAW和CSW土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性显著高于CLW和PAW(P0.05),各湿地土壤纤维素酶活性具有不同的差异性。湖滨湿地4种湿地类型土壤蔗糖酶和纤维素酶活性均以5月份最高,CLW土壤蔗糖酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性显著低于其它湿地类型。CLW和CAW土壤过氧化氢酶活性最大值出现在10月,而PAW和CSW土壤过氧化氢酶活性最大值出现在7月。湖滨湿地4种湿地类型土壤蔗糖酶活性均高于河漫滩湿地,PAW和CAW土壤纤维素酶活性高于河漫滩湿地对应湿地类型,CLW和PAW土壤过氧化氢酶活性高于河漫滩湿地对应湿地类型。6、两个研究区4种湿地类型土壤微生物呼吸速率均随土层深度增加而减少,最大值均出现在5月份。河漫滩湿地CLW和PAW植物生长初期(5月份)土壤微生物呼吸速率显著高于CAW和CSW(P0.05),而植物生长盛期(7月份)和末期(10月份)则相反。湖滨湿地CLW植物生长初期和末期土壤微生物呼吸速率显著低于其它湿地类型(P0.05);而植物生长盛期(7月份)各湿地间差异不显著。湖滨湿地PAW、CAW和CSW土壤微生物呼吸速率高于河漫滩湿地对应湿地类型,而CLW土壤微生物呼吸速率则低于河漫滩湿地对应湿地类型。7、相关性分析表明:两个研究区土壤DOC、MBC和EOC之间相互影响,密切联系,与TOC显著相关。两个研究区土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量均与N均呈极显著相关,与p H呈显著或极显著负相关关系,与EC相关性不显著,土壤DOC含量均与含水量呈极显著相关性关系。河漫滩湿地TOC与各微生物因子(放线菌和微生物呼吸除外)均具有显著或极显著相关性关系,DOC与真菌、蔗糖酶、纤维素酶和微生物呼吸速率均呈极显著相关性关系;MBC与放线菌、微生物呼吸速率和3种酶活性呈极显著相关性关系;EOC与放线菌、蔗糖酶和过氧化氢酶活性呈显著或极显著相关性关系。湖滨湿地,TOC、DOC、MBC和EOC与细菌、蔗糖酶、纤维素酶和微生物呼吸速率均呈极显著相关性关系。
【学位单位】：中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S154.3
【部分图文】：
图 2-1 研究区域位置Fig.2-1 The study area location第二节 材料与方法 样品采集河漫滩湿地和湖滨湿地沿着从水生到陆生植被演替的方向分别选取毛、芦苇湿地、小叶章湿地和小叶章+沼柳湿地作为研究样地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每种湿地类型随机选择 3 个 20 m×20 m 取样点沿着垂直剖面从每个集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土层的土样，土样立即放入自封袋℃便携式小冰箱中带回实验室，挑去根系和石砾后，充分混匀分成 2 份 4 mm 筛，保存于 4℃冰箱中备用，用于微生物量碳、可溶性有机碳、
图 2-1 研究区域位置Fig.2-1 The study area location第二节 材料与方法 样品采集河漫滩湿地和湖滨湿地沿着从水生到陆生植被演替的方向分别选取毛、芦苇湿地、小叶章湿地和小叶章+沼柳湿地作为研究样地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每种湿地类型随机选择 3 个 20 m×20 m 取样点沿着垂直剖面从每个集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土层的土样，土样立即放入自封袋℃便携式小冰箱中带回实验室，挑去根系和石砾后，充分混匀分成 2 份 4 mm 筛，保存于 4℃冰箱中备用，用于微生物量碳、可溶性有机碳、
本文编号：2853114
【学位单位】：中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S154.3
【部分图文】：
图 2-1 研究区域位置Fig.2-1 The study area location第二节 材料与方法 样品采集河漫滩湿地和湖滨湿地沿着从水生到陆生植被演替的方向分别选取毛、芦苇湿地、小叶章湿地和小叶章+沼柳湿地作为研究样地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每种湿地类型随机选择 3 个 20 m×20 m 取样点沿着垂直剖面从每个集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土层的土样，土样立即放入自封袋℃便携式小冰箱中带回实验室，挑去根系和石砾后，充分混匀分成 2 份 4 mm 筛，保存于 4℃冰箱中备用，用于微生物量碳、可溶性有机碳、
图 2-1 研究区域位置Fig.2-1 The study area location第二节 材料与方法 样品采集河漫滩湿地和湖滨湿地沿着从水生到陆生植被演替的方向分别选取毛、芦苇湿地、小叶章湿地和小叶章+沼柳湿地作为研究样地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每种湿地类型随机选择 3 个 20 m×20 m 取样点沿着垂直剖面从每个集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土层的土样，土样立即放入自封袋℃便携式小冰箱中带回实验室，挑去根系和石砾后，充分混匀分成 2 份 4 mm 筛，保存于 4℃冰箱中备用，用于微生物量碳、可溶性有机碳、
本文编号：2853114
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