放牧与施氮对草甸草原土壤线虫群落的作用研究

发布时间：2017-04-20 11:06

  本文关键词：放牧与施氮对草甸草原土壤线虫群落的作用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：线虫(nematode)在土壤碎屑食物网中占据多个营养级,它在能量和矿物质养分的循环流动中发挥重要的作用。因此线虫的群落结构和多样性水平在一定程度上可以反映生态系统的功能及稳定性。放牧(grazing)是草地生态系统主要的干扰形式,同时也作为保护生物多样性和改善草地生态系统功能的管理手段。全球变化的重要内容之一是氮沉降(nitrogen deposition)。放牧和施氮均是通过改变植物群落、土壤理化性质和土壤环境进一步影响土壤线虫群落。目前,关于放牧和氮沉降对土壤线虫的影响有大量研究。然而,针对氮沉降背景下放牧对土壤线虫的相关研究比较少,尤其是氮沉降条件下不同放牧方式对土壤线虫群落的调节作用还缺少相关的研究。本研究以呼伦贝尔的草甸草原为研究对象,在施氮的不同的梯度下,通过对放牧的实验的控制,探究了单独放牧(single grazing)和混合放牧(mixed grazing)方式下的大型草食动物(乌珠穆沁羊和蒙古牛)对土壤线虫群落特征以及土壤理化性质和植物群落特征的影响,获得以下研究结果和结论如下:(1)在巴彦乌拉草甸草原共发现土壤线虫总计有52个属,其中优势属包括有丽突属Acrobeles、螺旋属Helicotylenchus、拟丽突属Acrobeloides和丝尾垫刃属Filenchus。常见属包括板唇属Chiloplacus、棱咽属Prismatolaimus、拟滑刃属Paraphelenchus、膜皮属Diphtherophora、矮化属Tylenchorhynchu、单齿属Mononchus和托那斯属Thonus。(2)施氮对线虫的作用受放牧方式的影响。在牛单牧处理中,施氮通过增加食细菌线虫、植食性和捕食杂食性线虫的多度而显著增加总线虫多度,而在其他放牧处理中,施氮显著降低线虫多度;在各放牧处理中,施氮都能够显著降低食真菌线虫多度。施氮主要通过减少植物地下生物量降低线虫多度。在牛单牧中,施氮显著增加线虫丰富度和多样性,而在其他放牧处理中,施氮显著降低线虫丰富度。施氮能够直接降低线虫丰富度,也能够通过提高土壤铵态氮含量提高物种丰富度;施氮通过提高土壤硝态氮含量增加线虫多样性。(3)放牧对线虫的作用受氮的影响。在不施氮处理中,牛单牧通过减少食细菌、植食性和捕食杂食性线虫而降低总线虫多度;而在施氮样地中,牛单牧显著增加以上三种营养类群线虫多度而提高总线虫多度。在不施氮处理中,牛单牧线虫丰富度低于无牧和羊单牧,牛单牧和混牧样地中线虫多样性低于无牧和羊单牧;在施氮处理中,牛单牧线虫丰富度显著高于其他处理,牛单牧和混牧中线虫多样性高于无牧和羊单牧。放牧能够通过降低植物物种丰富度减少线虫丰富度,放牧通过降低土壤硝态氮含量减少线虫多样性。(4)混合放牧能够减轻氮沉降对土壤线虫的不利影响。在无牧和牛羊单牧处理中,施氮显著提高通道指数而降低成熟度指数,而在混合放牧中施氮作用不显著。在不施氮样地中,混合放牧线虫成熟度指数显著低于其他放牧处理;而施氮后,牛羊单牧以及混合放牧都能够显著提高成熟度指数。本结果表明,在氮沉降背景下,放牧能够提高线虫群落结构的稳定性,并且混合放牧有助于抑制氮沉降对线虫群落结构的不利影响。基于以上结论,本研究阐明了施氮和混合放牧影响土壤线虫群落特征的作用规律,揭示了施氮和混合放牧通过改变土壤环境和植物群落调节线虫群落的作用途径,阐明了氮沉降背景下不同放牧方式调节土壤线虫群落的内在机制。实验结论还表明,土壤线虫多样性与可利用氮含量和植物多样性正相关,施氮通过提高可利用氮含量提高线虫多样性,放牧能够通过降低植物多样性减少线虫多样性,本研究丰富了草地生态学理论和生物多样性理论;在氮沉降背景下,放牧能够提高线虫群落结构的稳定性,混合放牧有助于抑制氮沉降对线虫群落结构的不利影响,加深关于草地生态系统的结构和功能维持机理及其对全球变化和人类干扰响应的理解。
【关键词】：土壤线虫 放牧 施氮 线虫多度 线虫多样性 线虫群落结构 草地
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-23
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究现状13-21
• 1.2.1 土壤线虫与植物群落13-14
• 1.2.2 土壤条件对线虫的影响14-15
• 1.2.3 放牧对土壤线虫的作用15-18
• 1.2.4 氮沉降对土壤线虫的作用18-20
• 1.2.5 放牧与施氮对土壤线虫群落的影响20-21
• 1.3 存在问题21-22
• 1.4 研究目的和意义22-23
• 2 研究区域及研究方法23-30
• 2.1 研究区域23-24
• 2.1.1 地理位置23
• 2.1.2 气候特征23-24
• 2.1.3 土壤特征24
• 2.1.4 植被特征24
• 2.2 研究方法24-29
• 2.2.1 实验设计与处理24-25
• 2.2.2 植被调查与取样25-26
• 2.2.3 土壤取样26-27
• 2.2.4 土壤线虫的提取与鉴定27-29
• 2.3 数据统计分析29-30
• 3 结果与分析30-58
• 3.1 草地土壤线虫科属组成30-37
• 3.2 放牧与施氮条件下土壤线虫多度变化37-41
• 3.3 放牧与施氮对土壤线虫多样性的作用41-45
• 3.4 放牧与施氮对土壤特征的影响45-51
• 3.5 氮沉降背景下放牧对植物特征的影响51-54
• 3.6 放牧与施氮条件下土壤线虫营养类群组成的变化54-55
• 3.7 放牧与施氮影响土壤线虫群落的作用关系55-58
• 4 讨论58-65
• 4.1 放牧对草甸草原土壤线虫的作用机制58-60
• 4.2 施氮对草甸草原土壤线虫的调控作用60-63
• 4.3 氮沉降背景下放牧调节土壤线虫的作用途径及机制63-65
• 5 结论和展望65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 创新点65-67
• 参考文献67-75
• 致谢75

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