内蒙古草原不同利用方式下土壤有机质矿化及其微生物学机理研究

发布时间：2020-12-21 00:36

　　在没有外源肥料投入的天然草原,土壤主要通过有机质矿化为植物提供有效养分。割草、围封和放牧是草原的最主要的利用管理方式,他们对草地土壤有机质矿化的影响可能不同。目前针对不同草地利用管理方式的研究主要集中在其对植物物种组成和生物量以及土壤养分的影响研究,而关于它们对土壤有机质（SOM）矿化影响的研究相对较少。SOM的矿化是由微生物驱动的,其组成和结构的复杂性可能会导致其矿化的微生物机理不同。耦合有机质结构和微生物群落来研究不同草地利用管理下SOM矿化对于我们深入理解SOM矿化过程极为重要。本研究基于内蒙古锡林浩特地区的两个长期定位试验（不同割草频率的割草试验和不同围封期限的围栏封育试验）,结合室内培养试验,采用固体核磁共振、荧光定量PCR和高通量测序等先进技术探索了内蒙古草原土壤有机质矿化与微生物群落和有机质结构组成之间的内在关系,解析了温度和水分这两个关键的环境因子对草原土壤有机质矿化的影响。主要结果如下:（1）通过对不同割草频率处理13年后的土壤基本理化性质、有机氮净矿化速率（R_m）、有机官能团以及微生物量碳（MBC）和不同微生物群落丰度和多样性测定和分析,结果表... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：179 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 我国草地生态系统
        1.1.1 我国草地生态系统类型和分布
        1.1.2 草原生态系统结构和功能
        1.1.3 草原生态系统的问题及管理
    1.2 我国典型草原的利用管理
        1.2.1 放牧
        1.2.2 割草
        1.2.3 围封
    1.3 影响草地土壤C、N循环的主要环境因子
        1.3.1 温度
        1.3.2 水分
    1.4 土壤有机质组分
        1.4.1 土壤有机质分组方法
        1.4.2 土壤有机质组分特征
    1.5 草原土壤微生物群落
        1.5.1 利用方式对草地土壤微生物群落的影响
        1.5.2 植被对草地土壤微生物群落的影响
        1.5.3 环境因子对草地微生物群落的影响
    1.6 草原土壤有机质研究存在的问题
    1.7 本研究的目的和内容
    1.8 研究的技术路线
2 割草对土壤有机质矿化及其组分、结构和微生物群落影响
    2.1 不同割草频率对土壤有机质矿化及其微生物群落的影响
        2.1.1 引言
        2.1.2 材料与方法
        2.1.3 结果与分析
        2.1.4 讨论
        2.1.5 结论
    2.2 不同割草频率对土壤有机质组分和化学结构的影响
        2.2.1 引言
        2.2.2 材料与方法
        2.2.3 结果与分析
        2.2.4 讨论
        2.2.5 结论
    2.3 高通量测序分析不同割草处理对土壤真菌群落多样性的影响
        2.3.1 引言
        2.3.2 材料与方法
        2.3.3 结果与分析
        2.3.4 讨论
        2.3.5 结论
    2.4 本章小结
3 内蒙古草原土壤有机质矿化和微生物群落的季节动态变化
    3.1 不同割草处理下土壤有机氮净矿化和微生物群落的季节动态变化
        3.1.1 引言
        3.1.2 材料与方法
        3.1.3 结果与分析
        3.1.4 讨论
        3.1.5 结论
    3.2 不同围封年限下土壤有机氮净矿化和微生物群落的季节动态变化
        3.2.1 引言
        3.2.2 材料与方法
        3.2.3 结果与分析
        3.2.4 讨论
        3.2.5 结论
    3.3 本章小结
4 草原土壤有机质矿化中有机官能团与微生物群落之间的关系
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 样点选择
        4.2.2 细菌16S rRNA基因商通量测序
        4.2.3 数据处理
    4.3 结果与分析
        4.3.1 土壤基本理化性质和有机氮净矿化速率
        4.3.2 土壤有机氮净矿化速率和有机官能团组成
        4.3.3 土壤微生物量和细菌、真菌群落丰度及其结构组成
        4.3.4 微生物群落组成和有机官能团之间的关系
    4.4 讨论
    4.5 结论
5 温度和水分对内蒙古草原土壤有机质矿化及微生物群落影响
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 供试土壤
        5.2.2 试验设计
        5.2.3 数据分析
    5.3 结果与分析
        5.3.1 模拟季节温度和降雨的冻融和干湿交替下土壤无机氮
        5.3.2 模拟季节温度和降雨的冻融和干湿交替下土壤有机官能团
        5.3.3 模拟季节温度和降雨的冻融和干湿交替下土壤微生物特征
    5.4 讨论
    5.5 结论
6 综合结论、创新点与研究展望
    6.1 综合结论
        6.1.1 适度割草可通过增加真菌丰度和多样性提高草原土壤有机质周转和稳定性,而过度割草则不然
        6.1.2 适度年限围封后草原应该加以利用更有利于草地资源高效化
        6.1.3 草原土壤微生物群落组成差异与土壤有机官能团之间关系密切
m及有机质结构和微生物群落丰度">        6.1.4 季节水温变化改变了内蒙古草原土壤R_m及有机质结构和微生物群落丰度
    6.2 创新点
    6.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同刈割制度对典型草原羊草功能性状的影响[J]. 徐慧敏,白天晓,安娜,时光,赵一安,宝音陶格涛.  中国草地学报. 2016(06)
[2]中国草原的困境及其转型[J]. 张新时,唐海萍,董孝斌,李波,黄永梅,龚吉蕊.  科学通报. 2016(02)
[3]高寒生态脆弱区“黑土滩”草地植被与土壤微生物数量特征研究[J]. 卢虎,李显刚,姚拓,蒲小鹏.  草业学报. 2014(05)
[4]Effects of Grazing Exclusion on Plant Productivity and Soil Carbon, Nitrogen Storage in Alpine Meadows in Northern Tibet, China[J]. XIONG Dingpeng,SHI Peili,SUN Yinliang,WU Jianshuang,ZHANG Xianzhou.  Chinese Geographical Science. 2014(04)
[5]Vegetation Traits and Soil Properties in Response to Utilization Patterns of Grassland in Hulun Buir City, Inner Mongolia, China[J]. LIU Miao,LIU Guohua,WU Xing,WANG Hao,CHEN Li.  Chinese Geographical Science. 2014(04)
[6]短期放牧强度对典型草原土壤有机碳及pH值的影响[J]. 萨仁高娃,曹芙,敖特根,叁巴,王成杰.  畜牧与饲料科学. 2014(03)
[7]锡林郭勒草地土壤主要养分状况及评价[J]. 史激光.  中国农学通报. 2013(29)
[8]环境微生物培养新技术的研究进展[J]. 王保军,刘双江.  微生物学通报. 2013(01)
[9]冻融对长白山森林土壤碳氮矿化的影响[J]. 贾国晶,周永斌,代力民,周旺明.  生态环境学报. 2012(04)
[10]冻融作用对棕壤磷素吸附-解吸特性的影响[J]. 钱多,范昊明,周丽丽,武敏,郭萍.  水土保持学报. 2012(02)

博士论文
[1]不同改良措施下退化羊草（Leymus chinensis）草原群落恢复演替规律研究[D]. 宝音陶格涛.内蒙古大学 2009
[2]基于磷脂脂肪酸（PLFA）分析技术的土壤微生物群落结构多样性的研究[D]. 吴愉萍.浙江大学 2009

硕士论文
[1]近30年内蒙古气候变化趋势及其对草原区植被覆盖变化的影响[D]. 春花.内蒙古师范大学 2014
[2]不同围封年限下典型草原土壤生态化学计量特征研究[D]. 敖伊敏.内蒙古师范大学 2012
[3]内蒙古地区近50年气候变化特征研究[D]. 兰玉坤.中国农业科学院 2007
[4]封育对退化典型草原土壤理化性质与土壤种子库的影响研究[D]. 董杰.内蒙古农业大学 2007



本文编号：2928855