积雪下长白山红松林地土壤和凋落物层微生物活性研究

论文摘要

冬季森林雪下土壤上可以保持0摄氏度左右几个月,初期微生物对营养物质进行储存、分解,在雪化时就大量的向植物输送养料。土壤微生物量是评价土地管理措施对土壤质量影响的重要指标。微生物在冬季具有很强的活性及很多数量,而在春季雪化时一些微生物的活性会明显的下降,一年内从夏季到冬季土壤微生物量呈增大的趋势,是通过降低土壤有机质含量而引起土壤总氮数量的降低来实现的。土壤酶主要来源于土壤微生物,此外也可以来源于土壤植物、土壤动物。土壤中的一切生物化学反应都是在土壤酶催化下完成的,淀粉酶、纤维素酶等能够表征土壤C、N等养分的循环状况,过氧化物酶能氧化土壤有机质,土壤尿酶是土壤微生物活性的一个有效指标。凋落物的分解是对生长季节植物光合作用产生的C等养分有效回归土壤,分解产生的物质为植物生长提供充足的养分。本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物,在实验室控制温度及加诱导物条件下,对土壤进行培养,其中以冰箱冷藏温度模拟自然条件对土壤呼吸进行测定,及其它温度的设定对冬季雪覆盖下土壤呼吸的研究以及生长季节的对比;对土壤微生物进行了数量统计及分类、鉴定,全碳、氮分析;对土壤酶活性进行了测定,研究其月份的变化规律;对土壤有机质和全氮月变化动态进行了研究;并研究了凋落物自然分解,分解速率。主要结果如下:1)阔叶红松林土壤呼吸CO2释放规律:土壤呼吸CO2释放在冬季释放量很大,虽然冬季温度很低,土壤CO2释放受到影响,但随温度的稳定土壤呼吸CO2释放也随之增加,个别月份甚至超过生长季节;当有诱导物葡萄糖和葡萄糖+凋落物存在下可以增强土壤呼吸能力;11、12月,土壤呼吸CO2释放的温度规律为0℃>4℃>-8℃, 1、2、3、4月,土壤呼吸CO2释放的温度规律是4℃>0℃>-8℃。2)微生物种群结构及生物量时间动态:经过试验筛选出三株真菌,四株细菌,共七个优势低温菌株;微生物数量在冬季和夏季都有很高的数值,而在4、5月数量开始下降,9月微生物数量也很低,即生长季>冬季>春季;通过14个细菌的生理生化试验得出细菌在这14个生理生化试验下的理化性质;微生物量碳、氮也是在冬季低温条件下有很高数值,微生物量碳变化规律是冬季>夏季>秋季>春季;微生物量氮是冬季>秋季>夏季>春季。3)土壤酶活性的变化规律:所有酶活性都是0-15cm层高于15-20cm层土壤酶活性,且15-20cm层土壤酶变化小;淀粉酶和纤维素酶在连续低温的月份里有很高的活性,和在生长季节高活性具有相似性;淀粉酶在5、6月份活性降低,7、8、9月活性最高,10-12月活性开始下降,1、2、3月活性增大;纤维素酶活性与淀粉酶活性变化规律相似,但冬季的活性最高;脲酶和过氧化氢酶都是在冬季活性很低,在生长季活性高,而且是随温度的升高活性加强;尿酶活性在夏季要明显高于冬季。4)有机质和全氮的变化规律:土壤有机质在冬季和生长季前含量较高;而全氮含量随温度的升高而升高;0-15cm土壤层有机质和全氮含量要明显高于15-25cm土壤层,15-25cm层有机质和全氮含量变化小。5)对凋落物分解动态的研究:凋落物的分解最大速率是在冬季,随时间的推移,在生长季节凋落物的分解速率降低;在冬季雪覆盖凋落物,雪可以保持一定的温度,而雪的通透性可以为微生物提供良好的呼吸环境,所以雪下微生物有很高的数量和活性,并对凋落物的分解起到积极的作用。

论文目录

• 摘要
• SUMMARY
• 第一章 文献综述
• 1. 研究现状
• 1.1 森林生态系统土壤呼吸的研究
• 1.1.1 土壤呼吸的含义
• 1.1.2 土壤呼吸的研究意义
• 1.1.3 土壤呼吸的测定方法
• 1.1.4.森林土壤呼吸的研究现状
• 1.1.5 冬季土壤呼吸影响因素
• 1.2 雪下微生物种群结构及生物量时间动态的研究
• 1.2.1 土壤微生物的含义
• 1.2.2 研究现状
• 1.2.3 冬季土壤微生物的研究内容
• 1.3 积雪下土壤酶活性测定
• 1.3.1 土壤酶研究意义
• 1.3.2 土壤酶研究现状
• 1.3.3 研究方法
• 1.4 土壤化学指标测定
• 1.4.1 土壤有机质、全氮的研究
• 1.4.2 研究方法
• 1.5 积雪下凋落物分解动态
• 1.5.1 凋落物分解的研究进展
• 1.5.2 研究方法
• 2 研究的目的和意义
• 第二章 研究区域概况
• 2.1 气候特征
• 2.2 土壤特征
• 2.3 植被特征
• 2.4 阔叶红松林地概况
• 2.5 冬季气候特征
• 第三章 土壤微生物的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料及预处理
• 3.1.2. 试验方法
• 3.1.2.1 微生物的接种（混菌法）与培养
• 3.1.2.2 细菌的生理生化实验
• 3.1.2.3 氯仿熏蒸浸提法测量微生物生物量碳/氮
• 3.2 试验结果
• 3.2.1 真菌试验结果
• 3.2.2 细菌的鉴定结果
• 3.2.2.1 X1
• 3.2.2.2 X2
• 3.2.2.3 X3
• 3.2.2.4 X4
• 3.2.3 细菌生理生化试验结果
• 3.2.4 土壤微生物数量的变化
• 3.2.5 不同月份土壤微生物量碳/氮含量
• 3.3 结论与讨论
• 2释放规律'>第四章 阔叶红松林冬季土壤 CO₂释放规律
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料及预处理
• 4.1.2. 试验方法
• 4.2 结果与分析
• 2的释放'>4.2.1 -8℃，48h 土壤呼吸CO₂的释放
• 2的释放'>4.2.2 0℃,48h 土壤呼吸 CO₂的释放
• 2的释放'>4.2.3 4℃，120h 土壤呼吸 CO₂的释放
• 2的释放'>4.2.4 25℃，2h 土壤呼吸 CO₂的释放
• 2产量对比'>4.2.5 -8℃,0℃,4℃每小时 CO₂产量对比
• 4.3 结论与讨论
• 第五章 土壤酶的研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 实验材料及预处理
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.2.1 淀粉酶
• 5.1.2.2 纤维素酶
• 5.1.2.3 脲酶
• 5.1.2.4 过氧化氢酶
• 5.2 结果与分析
• 5.3 结论与讨论
• 第六章 有机质和全氮的研究
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 实验材料及预处理
• 6.1.2 试验方法
• 6.1.2.1 土壤有机质测定（重铬酸钾容量法-- GB 9834-88）
• 6.1.2.2 土壤全氮测定法（半微量开氏法）
• 6.2 结果与分析
• 第七章 红松林地凋落物的分解研究
• 7.1 试验方法
• 7.2 结果与分析
• 7.3 结论与讨论
• 结论与展望
• 1. 结论
• 2释放规律'>1.1 阔叶红松林冬季土壤CO₂释放规律
• 1.2 土壤酶活性的变化规律
• 1.3 雪下微生物种群结构及生物量时间动态
• 1.4 积雪下有机质和全氮的变化规律
• 1.5 积雪下对凋落物分解动态的研究
• 2. 展望
• 2.1 冬季土壤呼吸
• 2.2 低温菌的研究
• 2.3 土壤酶的研究
• 2.4 有机质和全氮变化
• 2.5 凋落物的分解
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介