呼倫貝爾主要草地類(lèi)型植被特征、土壤特性與微生物多樣性研究.pdf

1、草地生態(tài)系統(tǒng)中，植物、土壤、土壤微生物相互作用構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)的研究主要集中在地上植被和土壤理化特性部分，而對(duì)土壤微生物一直了解甚少。因此，探究植被-土壤-土壤微生物之間的關(guān)系對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)而言具有重要的意義。本論文對(duì)呼倫貝爾主要草地類(lèi)型進(jìn)行對(duì)比研究，研究?jī)?nèi)容包括群落植物多樣性、群落蓋度、草地生產(chǎn)力、主要植物營(yíng)養(yǎng)及光和色素特性、土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物多樣性及其間的相關(guān)性。主要研究結(jié)果如下：

2、>　　1.呼倫貝爾主要草地類(lèi)型植被特征研究表明，5種草地類(lèi)型的群落蓋度、物種豐富度、Shannon-wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)均存在顯著差異（P<0.05），且除Simpson指數(shù)外均依次為：線(xiàn)葉菊草原（FSS）>貝加爾針茅草原（SBS）>羊草草原（LCS）>大針茅草原（SGS）>克氏針茅草原（SKS），Simpson指數(shù)為：FSS>LCS>SBS>SGS>SKS。5種草地類(lèi)型地上生物量亦存在顯著差異（

3、P<0.05），表現(xiàn)為FSS>SBS>LCS>SGS>SKS。多樣性指數(shù)與地上生物量的相關(guān)分析結(jié)果表明，5種草地類(lèi)型植物多樣性指數(shù)與地上生物量均呈正相關(guān)線(xiàn)性關(guān)系。植物多樣性指數(shù)之間亦呈正相關(guān)關(guān)系（r>0.689）。
　　2.呼倫貝爾主要草地類(lèi)型植物特性與營(yíng)養(yǎng)成分研究表明，5種草地類(lèi)型主要植物重要值、營(yíng)養(yǎng)成分（全氮、全磷、可溶性糖）、光和色素含量（葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉綠素總含量）間均存在顯著差異（P<0.05）。比較分析

4、5種草地類(lèi)型建群種的結(jié)果為，植物全氮含量依次為：LCS>FSS>SKS>SBS>SGS；全磷含量依次為：FSS>LCS>SGS>SKS>SBS；可溶性糖含量依次為：SGS>SBS>SKS>LCS>FSS；葉綠素a含量依次為：LCS>FSS>SKS>SBS>SGS；葉綠素b含量依次為：SKS>FSS>LCS>SBS>SGS；胡蘿卜素含量依次為： LCS>SGS>FSS>SKS>SBS；葉綠素總含量依次為：SKS>LCS>FSS>SBS>S

5、GS。營(yíng)養(yǎng)成分與光和色素含量的相關(guān)分析結(jié)果表明，5種草地類(lèi)型植物全氮、全磷、可溶性含量與光和色素含量均有正相關(guān)關(guān)系，且植物全氮與光和色素含量的相關(guān)關(guān)系達(dá)顯著或極顯著水平。
　　3.呼倫貝爾主要草地類(lèi)型土壤理化性質(zhì)研究表明，呼倫貝爾5種草地類(lèi)型土壤理化因子有顯著差異（P<0.05）。土壤含水量：FSS>SBS>LCS>SGS>SKS，土壤容重：SKS>SGS>LCS>SBS>FSS，pH值：LCS>SGS>SBS>SKS>FSS，全

6、氮：FSS>SBS>LCS>SGS>SKS，全磷：FSS>LCS>SBS>SGS>SKS，銨態(tài)氮：FSS>LCS>SGS>SBS>SKS，硝態(tài)氮：SBS>SKS>FSS>SGS>LCS，速效磷： FSS>SBS>SKS>SGS>LCS，有機(jī)質(zhì)：FSS>SBS>LCS>SGS>SKS。土壤理化因子的垂直分布情況：除了pH值垂直變化不明顯，土壤容重為0-10cm>10-20cm之外其他土壤理化性質(zhì)均為0-10cm<10-20cm。土壤理化因

7、子相關(guān)分析結(jié)果表明，呼倫貝爾草原土壤理化因子之間存在不同程度的相關(guān)性。
　　4.呼倫貝爾主要草地類(lèi)型土壤酶活性研究表明，5種草地類(lèi)型土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、磷酸酶、轉(zhuǎn)化酶活性均存在顯著差異（P<0.05）。各草地類(lèi)型土壤酶活性的垂直分布均表現(xiàn)為0-10cm>10-20 cm，線(xiàn)葉菊草原土壤過(guò)氧化氫酶和轉(zhuǎn)化酶顯著高于貝加爾針茅草原和大針茅草原；土壤脲酶以克氏針茅草原最高，且與線(xiàn)葉菊草原、貝加爾針茅草原和大針茅草原差異顯著；而土壤磷酸酶

8、則為羊草草原顯著高于其他樣地。土壤酶活性之間的相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤酶活性之間存在不同程度的相關(guān)性。
　　5.呼倫貝爾主要草地類(lèi)型土壤微生物多樣性研究表明：
　?。?）土壤微生物量碳、氮在5種草地類(lèi)型間差異顯著（P<0.05），線(xiàn)葉菊草原土壤微生物量碳、氮均顯著高于其他草地類(lèi)型，大針茅草原、羊草草原土壤微生物量碳、氮均較低。
　　（2）各類(lèi)菌群數(shù)量分布在5種草地中均為細(xì)菌>放線(xiàn)菌>真菌，但不同菌群數(shù)量及區(qū)系組成在各草地

9、類(lèi)型間均存在顯著差異（P<0.05）。細(xì)菌數(shù)量依次為：LCS>SBS>SKS>FSS>SGS，真菌數(shù)量依次為：FSS>SKS>LCS>SBS>SGS，放線(xiàn)菌數(shù)量依次為：SKS>LCS>FSS>SBS>SGS。
　?。?）呼倫貝爾5種草地類(lèi)型土壤微生物的利用碳源的整體能力、碳源利用類(lèi)型及利用程度均有差異（P<0.05），5種草地類(lèi)型土壤微生物 AWCD值大小依次為：FSS>SBS>LCS>SGS>SKS。
　?。?）呼倫貝爾5

10、種草地類(lèi)型土壤磷脂脂肪酸（PLFA）總含量、各類(lèi)菌群的PLFA含量均存在顯著差異(P<0.05）。PLFA總含量在5種草地類(lèi)型中依次為：FSS>SBS>LCS>SGS>SKS。5種草地類(lèi)型土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群存在差異。線(xiàn)葉菊草原的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為15:0、a15:0、i16:0、i18:0；貝加爾針茅草原為15:0、a15:0、i16:0、16:1ω7c；羊草草原為15:0、i16:0、18:1ω9t、18:1ω9c；大針茅草原為15:0、a

11、15:0、i16:0；克氏針茅草原為15:0、16:0、i16:0。
　?。?）呼倫貝爾5種草地類(lèi)型土壤細(xì)菌的優(yōu)勢(shì)菌群均為變形菌門(mén)（Proteobateria），但土壤細(xì)菌群落組成在草地類(lèi)型間仍存在差異。線(xiàn)葉菊草原、貝加爾針茅草原、羊草草原檢測(cè)到硝化螺旋菌門(mén)(Nitrospirae）和擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes），壁厚菌門(mén)（Firmicutes）和芽單胞菌門(mén)（Gemmatimonadetes）為克氏針茅草原特有菌群、疣微