草地生态系统土壤微生物群落以及土壤代谢特征的研究

作     者：许春雪 

作者单位：内蒙古大学 

学位级别：硕士

导师姓名：呼和

授予年度：2023年

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：草地生态系统 气候 微生物群落 呼吸商 

摘      要：我国草地生态系统面积大、范围广,气候多样、地形复杂,被确定为易受环境影响的敏感生态区。植被和土壤微生物群落组成以及土壤代谢特征对维持草地生态系统稳定、挖掘草地生态系统功能等方面发挥重要作用。因此,我们对中国西北地区不同气候带草地生态系统进行植被和土壤特征调查;对土壤理化因子及呼吸商进行测量,并获取近10年的气候数据进行气候区划;通过高通量测序技术分析不同气候区土壤微生物群落特征;采用相关性分析探究环境因子对土壤微生物群落及土壤代谢特征的影响。主要研究结果如下:(1)气候因素是影响不同草地生态系统植被群落特征的主要因子,随着气候干旱指数的增加植物多样性减少、丰富度降低;同时温度和土壤p H等因子也会发生规律性变化。(2)土壤微生物群落多样性和丰富度在干旱区最低;气候干旱导致土壤中变形菌门、酸杆菌门和被孢菌门等微生物相对丰度减少,放线菌门、绿弯菌门和子囊菌门等微生物相对丰度增加;土壤细菌和真菌群落在半湿润区共现网络相对复杂稳定,而在半干旱区网络结构最简单。在不同气候区土壤细菌和真菌群落构建均由随机过程的扩散限制主导。干旱指数是影响细菌群落组成的主要因子,而降水量是影响真菌群落组成的关键因子。(3)不同气候区草地生态系统土壤代谢特征存在差异,湿润区土壤呼吸作用最强。不同气候区对土壤呼吸产生影响的因素不同,湿润区土壤细菌群落多样性和丰富度对土壤呼吸商具有强烈影响;植物、土壤真菌群落多样性和丰富度与半湿润区土壤呼吸商呈显著正相关关系;半干旱和干旱区土壤呼吸作用主要依赖于温度、降水量、土壤p H和干旱指数等环境因子。综上所述,草地生态系统植被和土壤微生物群落组成及土壤代谢特征与气候干旱指数密切相关,我们的研究结果为全球气候变化背景下维持大尺度草地生态系统稳定性和制定可持续发展的草地管理策略提供理论依据。