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杉木人工林土壤微生物数量及其与土壤因子的关系

作　者: 赵萌
导　师: 方晰
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 生态学
关键词: 第2代杉木人工林板栗林地土壤微生物数量土壤因子凋落物量分解速率
分类号: S714
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb) Hook)是我国南方亚热带地区特有的优良速生乡土用材树种。目前,我国杉木林面积达1239.1×104 hm2,蓄积量为47357.33×104m3,分别占全国人工林面积和蓄积量的26.55%和46.89%,杉木人工林是南方集体林区的主要森林类型之一,在缓解我国经济发展对木材需求增长的压力和支持天然林保护等重大生态工程的实施方面起着重要作用。土壤微生物是土壤中养分转化的驱动力,在土壤有机质的转化、土壤肥力的维持和土壤生态系统功能方面起着重要的作用。本论文研究第2代杉木人工林土壤微生物数量生态分布及其与土壤因子(土壤温度、含水率、有机碳含量、全氮含量)的关系、杉木人工林凋落物量、凋落物分解速率与土壤微生物数量的关系,旨于系统地揭示杉木人工林土壤微生物数量与环境因子之间的关系,为杉木人工林可持续经营提供理论依据。研究结果如下：同一立地类型,杉木人工林地和板栗林地土壤微生物中,细菌数量均占有绝对的优势,且0-20cm土层>20-40cm土层>40-60cm土层。不同立地类型杉木人工林地土壤微生物数量的分布规律为：山洼>山坡>山脊,且土壤微生物总数和细菌的数量季节变化规律为：春季较高,夏季最低,秋季最高,冬季与夏季基本持平。真菌的数量依春夏秋冬顺序依次减少,而且变化比较大。放线菌为：春季较高,夏季最高,秋季最低,冬季较低。板栗地土壤微生物总数的季节变化趋势为：春季最高,夏季较低,秋季较高,冬季最低。杉木人工林地与板栗地土壤微生物总数、细菌、真菌和放线菌的数量均存在显著差异(p<0.05)。杉木人工林地细菌、真菌、放线菌的数量和微生物总数与10 cm处土壤温度不具有相关性(p>0.05)；土壤微生物总数与土壤含水率呈极显著线性正相关性(p<0.01),细菌、放线菌的数量与土壤含水率呈显著线性正相关性(p<0.05),真菌的数量与土壤含水率不具有相关性(p>0.05)；细菌、真菌的数量和微生物总数与土壤有机碳含量、全氮含量呈极显著线性正相关性(p<0.01),放线菌的数量与土壤有机碳含量、全氮含量呈显著线性正相关性(p<0.05)。土壤温度、土壤含水率、土壤有机碳含量及全氮含量对杉木人工林地土壤微生物数量的贡献率为60%-70%。杉木人工林年凋落物量为1 320.68 kg/hm2,月动态变化模式为不规则类型,主要以针叶为主。林分月凋落物量与土壤细菌的数量、微生物总数呈正相关的抛物线关系,而与真菌、放线菌的数量的关系为负相关的抛物线关系。相关系数从大到小依次为：放线菌的数量(0.676)、细菌的数量(0.589)、真菌的数量(0.514)、微生物的总数(0.448)。杉木林凋落物中针叶的分解速率明显比枯枝的分解速率快。凋落物中针叶的失重率与土壤含水率、土壤有机碳含量和土壤全氮含量的关系是负相关,与微生物总数和3大类微生物的数量的关系也为负相关,其趋势均呈抛物线状态；枯枝的失重率与土壤含水率、土壤有机碳含量、全氮含量、细菌、真菌的数量和微生物总数的关系为正相关的抛物线状态,而与放线菌的数量则为负相关的抛物线状态。在凋落物分解过程中碳素基本上是一个释放的过程,而氮素不是一个单纯的释放过程其中也包含了氮素的富集过程。杉木人工林土壤环境与土壤微生物的兴衰有一定的互为因果关系。因此,改善杉木人工林的土壤环境不但有利于提高土壤微生物的分解还原功能,而且还能进一步促进杉木人工林生态环境的良性循环,减少杉木人工林的负面生态效应。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
1 绪论  11-25
  1.1 问题的提出及研究意义  11-14
    1.1.1 土壤微生物的重要性及多样性  11-12
    1.1.2 杉木人工林在我国林业建设中的地位及其面临的生态问题  12-14
  1.2 国内外研究现状及进展  14-25
    1.2.1 土壤微生物的研究方法  14-15
    1.2.2 林地土壤微生物数量分布特征的研究  15-19
    1.2.3 林地土壤微生物数量季节变化的研究  19-20
    1.2.4 不同经营方式土壤微生物生态分布的比较研究  20
    1.2.5 林地土壤微生物数量与土壤因子的关系  20-22
    1.2.6 林分年凋落物量、凋落物分解速率与林地土壤微生物数量的关系  22-25
2 试验地的基本概况和研究方法  25-29
  2.1 试验地概况  25
  2.2 研究方法  25-29
    2.2.1 分析样品的采集  26
    2.2.2 林地土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量的测定  26-27
    2.2.3 林地土壤温度、含水率的测定  27
    2.2.4 凋落物年凋落量及其分解速率的测定  27-28
    2.2.5 土壤、凋落物有机碳含量及全氮含量的测定  28
    2.2.6 数据分析与处理  28-29
3 结果与分析  29-57
  3.1 杉木人工林地土壤微生物数量的分布特征  29-39
    3.1.1 杉木人工林地土壤细菌、真菌、放线菌数量的分布  29-30
    3.1.2 不同立地类型林地土壤微生物数量的比较  30-31
    3.1.3 杉木人工林地土壤微生物数量的垂直分布  31-32
    3.1.4 杉木人工林地土壤微生物数量的季节性动态变化  32-35
    3.1.5 板栗地土壤微生物数量的分布特征  35-37
    3.1.6 杉木人工林地和板栗地土壤微生物数量的比较  37-39
    3.1.7 小结与讨论  39
  3.2 杉木人工林地土壤微生物数量与土壤因子的关系  39-46
    3.2.1 土壤微生物数量与山洼10cm处土壤温度的关系  40-41
    3.2.2 土壤微生物数量与土壤含水率的关系  41-42
    3.2.3 土壤微生物数量与土壤有机碳、全氮含量的关系  42-45
    3.2.4 土壤微生物数量与土壤因子的多元回归分析  45-46
    3.2.5 小结与讨论  46
  3.3 杉木人工林凋落物量、分解速率及其与土壤因子的关系  46-57
    3.3.1 杉木人工林凋落物总量与凋落物各组分的月变化  47-49
    3.3.2 杉木人工林凋落物量与土壤微生物数量的关系  49
    3.3.3 杉木人工林凋落物的分解速率  49-51
    3.3.4 杉木人工林凋落物分解速率与土壤因子的关系分析  51-53
    3.3.5 杉木人工林年凋落物分解过程中有机碳及氮素的变化动态  53-56
    3.3.6 小结与讨论  56-57
4 结论  57-61
  4.1 杉木人工林地土壤微生物数量的分布特征  57
  4.2 板栗地土壤微生物数量的分布特征  57
  4.3 杉木人工林地和板栗地土壤微生物数量的比较  57-58
  4.4 杉木人工林地土壤微生物数量与土壤因子的关系  58-59
  4.5 杉木人工林凋落物量与土壤微生物数量的关系  59
  4.6 杉木人工林凋落物的分解速率及其与土壤因子的关系  59-60
  4.7 杉木人工林凋落物中有机碳含量和全氮含量的月变化动态  60-61
5 创新点  61
6 研究展望  61-63
参考文献  63-71
附录:攻读学位期间的主要学术成果  71-73
致谢  73

杉木人工林土壤微生物数量及其与土壤因子的关系

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