土地利用/覆被变化对土壤微生物群落的影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘占锋 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 傅伯杰 ; 刘国华 |
| 关键词 | 植被恢复 土地利用变化 微生物生物量 微生物代谢活性 微生物代 谢多样性类型 微生物功能多样性 Vegetation restoration land use change soil microbial biomass microbial catabolic activity microbial metabolic diversity pattern microbial functional diversity |
| 其他题名 | Effect of Land Use/Cover Change on Soil Microbial Community in Dagou Catchment, Southwest China |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 土地利用/覆被变化、生态退化和生态恢复及其生态效应是21 世纪生态学研 究热点。研究的重点不仅是植被恢复和土地利用变化对植物群落结构、生物多样 性和土壤环境的影响，而且应该反映植被恢复和土地利用变化过程中土壤微生物 的动态变化及其指示作用，特别是研究植被恢复和土地利用变化与土壤微生物、 土壤环境之间的有机联系及其内在规律。本文采用时空替代法研究了人工油松林 恢复过程中植物群落结构、物种多样性、土壤理化性质和土壤微生物的变化特征 及它们之间的相互关系；针对不同土地利用类型，研究了土地利用变化对土壤环 境、土壤微生物及相关过程的影响程度，从土壤微生物角度揭示了土地利用变化 对土壤环境影响的机理和规律。本研究主要结论如下： 1. 植被恢复可以显著影响林下植被的群落结构、物种组成和物种多样性。随着 恢复年限的增加，灌木层的物种数表现出先增加后降低的趋势，群落相似度 呈下降趋势。草本层的物种数则表现出先降低后增加的趋势，草本层的群落 结构也发生了较大变化，禾本科草本植物逐渐消退，阴性的蕨类和其它喜林 下阴湿环境的物种明显增加，逐渐成为优势物种。林下植被的物种丰富度、 多样性指数和均匀度指数随着恢复的进行整体上表现出增加的趋势。 2. 植被恢复对土壤理化性质具有明显的改善作用，主要表现为SOC、TN、粘 粒含量的增加和砂粒含量、pH 值、容重的下降。此外，还发现TP、AP 和 EC 随着植被恢复表现出“高-低-高”的“U”形的变化规律，C/N 则表现出“低- 高-低”的倒“U”形变化规律。 3. SMBC 和SMBN 随着恢复年限的增加逐步增长，而SMBP 随着恢复的进行 呈下降趋势，并且与土壤肥力和林下植被的物种多样性关系密切。 SMBC/SOC 和SMBP/TP 随着恢复的进行呈下降趋势，SMBN/TN 则表现出 “低-高-低”的倒“U”形变化。SMBC 和SMBN 均具有明显季节变化特征，但 是与土壤温度和含水量的季节变化并不同步，具有一定的滞后性。 4. 植被恢复过程中土壤微生物代谢活性和功能多样性表现出降低的趋势，表明人工林恢复过程中土壤微生物的代谢功能在损失。土壤微生物的代谢多样性 类型在恢复年限之间差异明显，PF12 明显不同于PF25 和PF35。 5. 土地利用变化可以显著影响土壤的理化性质，具体表现为灌丛开垦为耕地以 及随后的耕作可导致SOC、C/P 和N/P 显著下降，TP 和AP 显著增加。灌丛 转变为撂荒地也可以显著降低SOC。灌丛转变为人工林和耕地转变为退耕林 地后土壤各项理化指标变化不明显。植被去除和耕作等逆向土地利用过程可 以显著降低土壤微生物生物量。灌丛开垦为耕地和撂荒地后，土壤的盐溶性 C、SMBC 显著下降。灌丛转变为人工林后土壤盐溶性C、SMBC 和SMBN 显著下降。耕地转变为退耕林地后，土壤盐溶性C、SMBC 和SMBN 表现出 了下降的趋势，但是两者的差异没有达到统计学上的显著水平。 6. 灌丛转变为人工林和撂荒地后土壤微生物的代谢活性变化不明显，但是灌丛 转变为耕地后土壤微生物的代谢活性得到了提高，这与农田的耕作及管理措 施对土壤速效养分的改善密切相关。土壤微生物在五种土地利用方式下表现 出了与微生物代谢活性类似的规律，整体上表现为对羧酸类、氨基酸类和碳 水化合物类等碳源具有较高的相对利用程度，但是不同的土地利用方式对上 述三类碳源利用模式有所差异。 7. 土地利用变化可以显著影响土壤微生物的代谢多样性类型。灌丛转变为耕地 以及农田退耕还林可以显著影响土壤微生物的代谢多样性类型，但是灌丛转 变为人工林和撂荒地后，土壤微生物代谢多样性类型变化不明显。灌丛向人 工林、耕地和撂荒地的转变以及农田向退耕林地的转变对土壤微生物功能多 样性的影响均没有达到显著水平。 8. 土壤微生物群落结构与土壤理化性质之间存在较好的相关性，TP、AP、pH、 EC、C/P、C/N、N/P、SSC 等反映土壤养分可获得性的指标和SOC、TN、 SMBC 和SMBN 反映土壤养分固持能力的指标均与土壤微生物群落结构密 切相关，但是在不同土地利用类型中的决定作用有所不同。 |
| 学科主题 | 系统生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-24 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/169]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘占锋. 土地利用/覆被变化对土壤微生物群落的影响研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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