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科尔沁沙地生物结皮中土壤微生物、土壤酶活性的变化及其与土壤因子的关系

作　者: 宁远英
导　师: 张功
学　校: 内蒙古师范大学
专　业: 植物学
关键词: 科尔沁沙地生物结皮土壤微生物土壤酶活性土壤因子
分类号: S154
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文通过对内蒙古科尔沁沙地奈曼旗中南部的流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘样地的植被及生物结皮类型进行了调查研究,发现半固定沙丘上形成了以蓝藻、绿藻为主要类群的藻结皮;而固定沙丘上除了存在藻结皮外,进而发育出以苔藓植物为主的藓结皮。形成固定沙丘藻结皮的优势种与半固定沙丘藻结皮的优势种基本相同,但其种类略有差异。通过对不同类型生物结皮及下层土壤的土壤微生物数量、土壤微生物量碳、氮、土壤酶活性、土壤因子的季节动态变化分析及各指标之间的相关性研究,表明:1.科尔沁沙地不同样地土壤中的微生物数量均为:细菌>自生固氮菌>放线菌>霉菌。不同深度土层的微生物数量略有差异:流动沙丘的表层下层土壤的微生物数最多,而半固定、固定沙丘的表层土壤的微生物数均最多,并随着土壤深度的增加而逐渐减少。土壤微生物总数因季节而异:夏季>秋季>春季>冬季,且同一样区各土层的四大类群土壤微生物数量的年季动态变化也不尽相同:细菌和自生固氮菌夏、秋两季最多,而放线菌和霉菌秋、夏两季最多,但四大类群土壤微生物冬季均最少。2.土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量氮(MBN)与土壤微生物数量呈正相关,即:GX>GZ>GW>BZ>BW>L;不同深度土层的MBC、MBN含量略有差异,除流动沙丘样区外,其它样区的表层土壤中的MBC、MBN含量最高,并随着土壤深度的增加而急剧降低。流动沙丘没有明显的季节性差异,而其它样区的MBC、MBN都有显著甚至极显著的季节性差异,即秋季土壤的MBC、MBN含量最高,夏季、春季,冬季依次降低。3.不同类型样地中的三大类土壤水解酶(脲酶、蛋白酶和转化酶)具有显著差异(P<0.05),即:GX>GZ>BZ>GW>BW>L。除了流动沙丘,其它样区的土壤水解酶都随着土壤深度的增加而减少,且表层土壤中水解酶活性与3cm以下土层相比存在显著或极显著差异。同时,三大类土壤水解酶也存在季节差异。与水解酶不同,不同类型样地中的土壤多酚氧化酶活性为:GX>GZ>GW>BZ>BW>L;但多酚氧化酶活性与水解酶都随着土壤深度的增加而减少,且存在季节性差异。4.不同样地的土壤水分和pH值差异不显著。随着流动沙丘向半固定、固定沙丘发展,沙土中的粗砂粒含量逐渐降低,细砂含量逐渐升高;特别是当有生物结皮出现时,土壤中出现了粉砂。从剖面结构上分析,生物结皮对表层土壤中粒径的改善作用要远远大于其它土层。除全钾外,土壤有机碳、有机质、全氮、全磷等土壤养分均随着沙丘的固定,生物结皮的出现、发展而大量增加,即生物结皮的出现增加了土壤养分,改善了土壤肥力。各种土壤养分含量随季节变化差异显著。5.细菌、微生物总数和MBC、MBN具有显著的相关性,自生固氮菌、放线菌、霉菌与MBC、MBN则达到极显著水平,土壤微生物数量与土壤酶活性之间呈正相关,表层土壤有机质、有机碳、全氮以及全磷与土壤微生物、土壤酶以及土壤颗粒都具有不同程度的相关性。进而表明土壤微生物、土壤酶与土壤各因子之间是相互影响、互相依存的。

全文目录

中文摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 前言  11-19
  1.1 生物结皮的生物组分在生物结皮形成中的作用  11-14
    1.1.1 生物结皮  11
    1.1.2 土壤微生物在生物结皮形成中的作用  11-12
    1.1.3 荒漠藻类在生物结皮形成中的作用  12-13
    1.1.4 地衣在生物结皮中形成的作用  13
    1.1.5 苔藓植物在生物结皮形成中的作用  13-14
    1.1.6 生物结皮的演替过程  14
  1.2 生物结皮对土壤理化性质的影响  14-16
  1.3 土壤酶活性与生物结皮  16
  1.4 生物结皮在荒漠化治理中的作用  16-17
  1.5 本课题研究的目的和意义  17-19
2 研究区域自然概况  19-22
3 研究方法  22-24
  3.1 野外试验设计  22
    3.1.1 样地调查与选择  22
    3.1.2 野外取样  22
  3.2 研究内容与方法  22-24
    3.2.1 土壤各指标的测定  22-23
    3.2.2 试验数据处理  23-24
4 结果与分析  24-56
  4.1 不同类型沙丘生物组成  24-30
    4.1.1 不同类型沙丘植被的组成和盖度  24-25
    4.1.2 生物结皮的组成、生物量分析  25-28
    4.1.3 温度和降雨量对生物结皮藻类植物的影响  28-30
  4.2 土壤微生物数量变化  30-39
    4.2.1 不同样地各土层细菌数量的年季动态变化  31-33
    4.2.2 不同样地各土层自生固氮菌数量的年季动态变化  33-35
    4.2.3 不同样地各土层放线菌数量的年季动态变化  35-37
    4.2.4 不同样地各土层霉菌数量的年季动态变化  37-39
  4.3 土壤微生物生物量碳、氮含量的变化  39-41
  4.4 土壤酶活性的变化  41-46
    4.4.1 脲酶活性的变化  42-43
    4.4.2 蛋白酶活性的变化  43-44
    4.4.3 转化酶活性的变化  44-45
    4.4.4 多酚氧化酶活性的变化  45-46
  4.5 不同样地土壤理化性质及养分分析  46-52
    4.5.1 土壤含水量  46-47
    4.5.2 土壤pH 值  47-48
    4.5.3 土壤粒径  48-50
    4.5.4 土壤养分  50-52
  4.6 不同类型沙丘土壤各因子之间相关性分析  52-56
    4.6.1 不同类型沙丘土壤各因子之间的相关性  52-54
    4.6.2 土壤养分与土壤微生物、土壤酶以及土壤颗粒粒径的相关性  54-56
5 结论  56-59
参考文献  59-66
附录表  66-74
附录图  74-75
致谢  75-76
作者简介  76

科尔沁沙地生物结皮中土壤微生物、土壤酶活性的变化及其与土壤因子的关系

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