太岳山不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性的分布及其与有机质分解的关联性分析

作     者：云秋皓 

作者单位：山西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曹艳峰

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：太岳山 海拔 森林土壤 微生物群落 酶活性 有机质分解 

摘      要：研究森林山地不同海拔高度森林土壤微生物群落、酶活性、有机质分解的空间分布特征及其相互之间的关联性关系,有助于更好地理解森林土壤有机质分解和养分循环的机制,也可为山地生态保护和林木管理提供理论依据。本研究以太岳山林区内分布于5个海拔高度(1602 m、1767 m、1854 m、2047 m、2252 m)的辽东栎(Quercus wutaishanica)、白桦(Betula platyphylla)+山杨(Populus davidiana)、白桦、油松(Pinus tabuliformis)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的林下土壤为研究对象,通过测定土壤性质、微生物生物量、群落组成、酶活性和有机质分解速率,揭示土壤微生物群落的海拔分布格局及其驱动因子,酶活性的海拔分布特征及其主要的影响因子,有机质分解的海拔特征及其与微生物群落、酶活性的相互关系。随着海拔升高,土壤养分含量(OC、TN和AP)、微生物生物量(MBC、MBN和MBP和PLFA总浓度)、各菌群的PLFA浓度(细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌)均呈现下降趋势。然而,不同菌群的PLFA浓度随海拔升高降低的幅度并不相同,具体为:从海拔1602 m到2252 m,0-10 cm深度和10-20 cm深度中细菌的PLFA浓度分别减少了56.21%、52.19%,放线菌的PLFA浓度分别减少了33.48%、51.08%,真菌的PLFA浓度分别减少了30.47%、26.71%,革兰氏阴性菌的PLFA浓度分别减少了70.07%和62.88%,革兰氏阳性菌的PLFA浓度分别减少了35.26%和33.54%。这表明,在微生物群落中,与真菌相比,细菌更倾向分布于低海拔地点,而放线菌的这种倾向性不明显;在细菌群落中,与革兰氏阳性菌相比,革兰氏阴性菌也更倾向分布于低海拔地点。冗余分析结果显示,OC是0-10 cm深度中土壤微生物群落的最主要影响因子,AP是10-20 cm深度中土壤微生物群落的最主要影响因子。土壤酶活性随海拔升高逐渐降低。从海拔1602 m到2252 m,0-10 cm深度和10-20cm深度中β-葡萄糖苷酶的活性分别降低了11.3%、5.4%,β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性分别降低了7.2%、20.2%,L-亮氨酸氨基肽酶的活性分别降低了14.4%、7.0%,酸性磷酸酶的活性分别减少了10.3%和2.1%。与下层土壤相比,表层土壤中酶活性较高。MBC是0-10 cm深度中酶活性的最主要影响因子。MBP是10-20 cm深度中酶活性的最主要影响因子。对于每一个海拔高度而言,土壤有机质分解的速率均随培养时间延长呈现先增加后减少的“单峰态势。从平均值来看,土壤有机质分解速率随海拔升高逐渐降低,呈单调递减的趋势,与PLFA总浓度、各微生物菌群的PLFA浓度和酶活性的变化趋势类似。0-10 cm深度中有机质分解速率减少了37.2%,10-20 cm深度中有机质分解速率减少了39.5%。土壤有机质分解的速率与PLFA总浓度、各菌群的PLFA浓度均呈显著正相关关系(P0.01)),与β-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶也呈显著正相关关系(P0.01)。