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关帝山不同植被恢复方式对土壤碳、氮及微生物区系的影响

作　者: 赵溪
导　师: 李君剑；李洪建
学　校: 山西大学
专　业: 生态学
关键词: 植被恢复类型活性碳和氮碳矿化无机氮微生物区系季节变化
分类号: S154.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

土壤是陆地生态系统最大的碳氮库,其微小的变化都会对全球碳氮循环产生深远的影响。黄土高原地区是我国土地退化面积最大区域之一,水土流失十分严重,植被恢复是其生态环境恢复的重要措施,植被的恢复和重建,改善了土壤质量,提高了土壤肥力。因此,研究不同植被恢复类型土壤的有机碳、氮含量的稳定性及微生物数量,对评价土壤质量进而为该地区植被恢复的树种配置和低效林改造提供一定的参考意见。本文选取关帝山四种典型植被恢复方式为研究对象,分别为：撂荒地为对照,华北落叶松林、沙棘灌木林和混交林(由华北落叶松、山杨和白桦组成)。从以下三个方面研究了各测定指标对植被恢复方式的响应,用H2SO4两步酸水解法测定了各植被类型土壤活性有机碳和活性有机氮含量的季节变化；用室内培养法对各样地土壤培养54天的碳矿化动态进行了观察；用室内实验分析方法研究了不同植被恢复类型土壤的总氮、硝态氮、铵态氮含量以及与氮代谢有关的各微生物数量的季节动态。取得了如下的研究结果：1.不同植被恢复后,土壤持水量有所提高,pH由偏碱性逐渐趋于中性,各项指标包括粘粒、分形维数、有机碳和总氮含量均有不同程度的提高,各理化性质的改变均以混交林的效果最好。2.活性碳库Ⅰ、Ⅱ、顽固性碳库以及顽固性碳指数各月份与撂荒地相比均有不同程度提高,其中以混交林和沙棘的提高幅度最大,且植被类型对活性和顽固性碳的影响会随季节略有所不同。季节变化对活性碳的影响因植被类型的不同而有所差异,顽固性碳氮不随季节变化而变化；用三种方法表征碳矿化速率和累计矿化量的结果都显示：单位质量土壤、单位质量有机碳和单位体积土壤每天释放的C02-C和累计释放的C02-C量均以华北落叶松最高,混交林和撂荒地较低。3.植被类型显著影响活性氮库Ⅰ、Ⅱ、顽固性氮库以及顽固性氮指数,均以混交林和沙棘林含量最高,且季节变化对活性氮的影响会因植被类型不同而不同,对顽固性氮和顽固性氮指数的影响不显著；与撂荒地相比,各土层硝态氮和铵态氮含量总的来说均有所提高,混交林和沙棘提高幅度最大,但无机氮更易受季节变化的影响,表现为8和10月逐渐降低。4.与撂荒地相比,各样地的微生物数量均有提高,总的来说以混交林和沙棘的较高,且真菌、硝化细菌不同植被类型间的差异并不随季节变化而变化,而细菌、放线菌、固氮菌和反硝化细菌因季节变化有所不同；各类微生物季节变化规律整体来说随时间推移逐渐增加。

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摘要 8-10ABSTRACT 10-12第一章引言 12-18 1.1 背景 12 1.2 目的和意义 12-13 1.3 国内外研究动态 13-18 1.3.1 活性碳的研究进展 13-14 1.3.2 关于土壤碳矿化的研究进展 14-16 1.3.3 关于有机碳氮和无机氮的研究进展 16 1.3.4 关于微生物的研究进展 16-18第二章研究地概况及实验方法 18-22 2.1 研究区概况 18-19 2.2 样地设置 19 2.3 样品采集 19 2.4 数据分析 19 2.5 实验方法 19-20 2.6 技术路线 20-22第三章结果与分析 22-34 3.1 不同植被恢复方式对土壤碳含量的影响 22-26 3.1.1 不同植被恢复方式对土壤理化性质的影响 22 3.1.2 不同植被恢复方式下的土壤活性和顽固性有机碳的季节变化 22-23 3.1.3 不同植被恢复类型下碳矿化速率和累计碳矿化量 23-26 3.2 不同植被恢复方式对土壤氮含量的影响 26-28 3.2.1 植被恢复类型对土壤总氮的影响 26 3.2.2 不同植被恢复类型的土壤硝态氮和铵态氮含量季节变化 26-28 3.2.3 不同被恢植复类型下土壤活性氮和顽固性氮的季节变化 28 3.3 不同植被恢复方式对土壤微生物数量的影响 28-31 3.3.1 细菌、放线菌、真菌的季节变化 28-30 3.3.2 固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌的季节变化 30-31 3.4 土壤深度、植被类型以及季节变化对不同变量的交互作用 31-34 3.4.1 交互作用对土壤碳的影响 31-32 3.4.2 交互作用对土壤氮的影响 32 3.4.3 交互作用对土壤微生物的影响 32-34第四章相关性分析 34-36 4.1 土壤理化性质间的相关性 34 4.2 土壤碳矿化与各理化性质间的相关性分析 34-35 4.3 土壤养分含量与微生物数量的相关性分析 35-36第五章讨论及结论 36-40 5.1 土壤深度对土壤理化性质和微生物数量的影响 36 5.2 植被类型对土壤理化性质和微生物数量的影响 36-38 5.2.1 植被类型对碳氮积累和微生物数量的影响 36-37 5.2.2 植被类型对碳矿化的影响 37-38 5.3 季节变化对土壤理化性质和微生物数量的影响 38-40参考文献 40-48攻读学位期间取得的研究成果 48-50致谢 50-52个人简况及联系方式 52-56

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