不同土地经营强度对土壤养分及微生物的影响研究

作     者：丁夏夏 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈汉;刘广路

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：土地利用 经营强度 土壤养分 土壤微生物多样性 土壤微生物群落组成 

摘      要：尽管土地利用集约化(LUI)已被认为是导致全球植物多样性丧失的主要因素,但我们对其对土壤理化性质和土壤微生物多样性以及多个分类水平和土壤深度的群落组成的影响的理解仍不清楚。本研究对来自一个完整的经营强度序列(LUI),包括不经营的阔叶林,轻度经营的阔竹混交林和竹阔混交林,中度经营的纯毛竹林,以及从集约经营管理的稻田中恢复的草地的三层土壤(0-10 cm,10-20 cm,20-40 cm)进行分析,所有样地都来自亚热带相似气候和土壤条件下的原始阔叶林。研究内容包括(1)土壤物理和化学性质如土壤碳(C),氮(N)和磷(P)以及它们的化学计量比在不同土壤层中如何响应LUI的梯度变化;(2)三个分类层次土壤真菌/细菌比例,细菌和真菌α-多样性及其群落组成如何随LUI和三个土壤层次而变化。学术假设为(1)土壤碳,氮和磷对LUI的反应不同,这和林内生物量收获和施肥补充养分的平衡有关系;(2)土壤微生物多样性在中等LUI达到峰值;(3)土壤微生物组成随LUI变化有序。研究结果表明:(1)土壤pH值,土壤有机碳(SOC),全氮(TN)和N:P随LUI无显著变化,土壤容重(BD)和总磷(TP)含量在草地较高,C:N和C:P在阔叶林和阔竹混交林较高。土壤容重和pH值随土层深度的增加而增加,土壤有机碳,全氮,全磷,C:P和N:P随土层深度的增加而减小:(2)多元分析表明,土地利用类型中原始林和草地差异显著,这归因于土地利用类型导致的土壤物理化学性质的显著差异以及地上林分特征对土壤理化性质的影响;(3)有效养分与养分总量的比值受到植被组成和植物特性的共同影响,尤其是土壤组成受植被组成影响较显著;(4)轻度和中度经营管理的林分其细菌和真菌的OTU丰富度,在三个土壤深度都显著高于不经营的阔叶林和经营强度最高的草地,然而门和科分类水平的细菌和真菌丰富度均不随土地利用类型的变化而变化;(5)在所有的土地利用类型中,OTU丰富度随林分中毛竹比例和树种丰富度的增加而增加,这种地上森林组成和多样性变量是比土壤理化性质更好的预测微生物变化的因素;(6)正如假设的那样,科和OTU水平的细菌和真菌的群落组成随着LUI的变化呈现有序变化,并且受到地上和地下土壤性质的共同影响。我们的研究结果强调了 LUI对土壤养分的显著作用,以及微生物多样性随LUI的非线性响应和微生物群落组成随LUI的有序变化。