青藏高原高寒草甸氮素矿化与微生物作用机理研究

论文摘要

本论文研究主要选取五种具有代表性的植被类型作为试验样地,应用土壤微生物学和土壤学的原理,对各样地的土壤全氮、全碳、可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮、土壤微生物生物量、土壤微生物生理类群,及其与土壤环境关系进行分析,结果如下:1.五种草地类型土壤有机碳含量顺序为:藏嵩草草甸>金露梅灌丛草甸>人工燕麦草地>矮嵩草草甸>矮嵩草退化草地;土壤全氮的顺序为:藏嵩草草甸>金露梅灌丛草甸>矮嵩草草甸>人工燕麦草地>矮嵩草退化草地。2.不同植被类型土壤全氮含量季节动态变化规律基本相似,整个生长季呈规则变化,在生长季初期,土壤全氮含量随着温度的升高而增加,最大值都出现在8月份,到了9月份,10月份都有所下降。3.不同植被类型土壤SON,铵态氮的平均含量水平都以藏嵩草草甸最高,矮嵩草退化草地最低,不同植被类型土壤SON,铵态氮动态变化规律不同。4.土壤微生物量碳占总有机碳的比例为1.4 %~4.8 %,土壤微生物量氮占全氮的比例为0.8 %~1.3 %;土壤微生物量碳氮具有层次性,0～10 cm层土壤的含量要高于10～20 cm。土壤微生物量的变化随季节的变化而变化,原生植被类型草地较退化和人工草地的变化规律不同。环境变化对土壤微生物量碳氮有很大影响,相关性分析表明,土壤微生物量碳氮和土壤水分,土壤有机碳,全氮极相关,此外土壤微生物量碳氮还受土壤表层pH值的影响,草地退化,人为因素包括施肥,放牧等也对其产生影响。5.相关性分析表明,土壤有机碳、土壤总氮之间有显著正相关(p<0.05);土壤SON则与土壤铵态氮、含水量、土壤总氮之间有显著的正相关,土壤铵态氮与土壤含水量、土壤总氮、SON有显著正相关(p<0.05),与土壤pH,硝态氮没有显著相关性(p>0.05)。除了氨化细菌与土壤含水量,土壤总氮之间存在显著正相关外(p<0.05);其他各类微生物生理类单独群数量与土壤因子之间没有显著相关性(p>0.05)。微生物生理类群总数与土壤水分和土壤总氮含量有显著正相关(p<0.05);但是与其他土壤因子之间没有显著相关性(p>0.05)。从整个变化来看,微生物生理类群数量的变化跟气温存在一定的相关性,但是不同种细菌具有不同的相关性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 前言
• 文献综述
• 1.1 草地生态系统氮循环机制
• 1.1.1 氮素的固定
• 1.1.2 氮素的贮存
• 1.1.3 氮素的流转释放
• 1.1.4 土壤N 矿化作用的含义
• 1.2 影响草地生态系统土壤氮素矿化的因素
• 1.2.1 土壤生物对土壤氮素矿化的影响
• 1.2.2 不同植被对土壤氮素矿化的影响
• 1.2.3 环境因子对土壤氮素矿化的影响
• 1.2.4 人为活动对土壤氮素矿化的影响
• 1.3 土壤微生物研究进展
• 1.3.1 土壤微生物研究简史
• 1.3.2 土壤微生物的作用
• 1.3.2.1 固定氮素
• 1.3.2.2 释放难溶矿质中的营养元素
• 1.3.2.3 提高植物的抗逆性
• 1.3.2.4 降解污染物，减少毒性
• 1.3.2.5 促进腐质酸的形成
• 1.3.2.6 提供物理屏障，减少病原菌侵害
• 1.3.3 土壤微生物的研究意义
• 1.3.4 高寒草甸土壤微生物研究进展
• 1.3.5 土壤微生物研究内容与方法
• 第二章 不同植被类型土壤N 素季节动态特征
• 2.1 研究方法
• 2.1.1 研究地区概况
• 2.1.2 样地选设
• 2.1.3 样品的采集
• 2.1.4 测定方法
• 2.1.5 计算与分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同植被类型土壤全C、N 含量特征
• 2.2.2 不同植被类型单位面积土壤全C、N 储量特征
• 2.2.3 不同植被类型下土壤全氮含量季节动态变化
• 2.2.4 不同植被类型土壤可溶性有机氮的季节动态特征
• 2.2.5 不同植被类型土壤铵态氮、销态氮的季节动态特征
• 2.2.6 相关性分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 不同植被类型土壤碳氮比较
• 2.3.2 环境变化对土壤碳氮的影响
• 2.3.3 不同植被类型土壤SON 的比较
• 2.3.4 环境变化对土壤SON 的影响
• 2.3.5 环境对土壤铵态氮、销态氮的影响
• 2.4 小结
• 第三章 不同植被类型土壤微生物量C、N 季节动态特征
• 3.1 研究方法
• 3.1.1 样品的采集
• 3.1.2 样品的处理
• 3.1.3 测定方法
• 3.1.3.1 土壤样品的熏蒸
• 3.1.3.2 土壤微生物量C 的测定
• 3.1.3.3 土壤微生物量N 的测定
• 3.1.4 统计分析
• 3.2 研究结果
• 3.2.1 不同植被类型整个生长季平均的微生物量碳氮特征
• 3.2.2 不同植被类型土壤微生物C 季节动态特征
• 3.2.3 不同植被类型土壤微生物N 季节动态特征
• 3.2.4 土壤微生物C、N 和土壤理化性质的相关性分析
• 3.2.5 不同植被类型土壤微生物商
• 3.3 讨论
• 3.3.1 不同植被类型土壤微生物量C、N 的比较研究
• 3.3.2 环境变化对微生物量C 、N 的影响
• 3.4 小结
• 第四章 不同植被类型土壤微生物生理群动态特征
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 样地选设
• 4.1.2 样品采集
• 4.1.3 样品的制备
• 4.1.4 试剂和培养基
• 4.1.4.1 氨化细菌采用蛋白胨琼脂培养基
• 4.1.4.2 亚硝化细菌采用铵盐培养基
• 4.1.4.3 硝化细菌采用亚硝酸盐培养基
• 4.1.4.4 反硝化细菌
• 4.1.5 土壤总DNA 的提取
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 土壤微生物生理类群季节动态
• 4.2.2 相关性分析
• 4.2.3 不同植被类型土壤总DNA 琼脂糖检测结果
• 4.3 讨论
• 4.3.1 不同植被类型土壤微生物生理群数量比较
• 4.3.2 环境对微生物生理类群的影响
• 4.3.3 土壤微生物多样性的影响因素
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人概况