模拟氮沉降对杨树人工林微生物量和微生物功能多样性的影响毕业论文_生态学毕业论文

模拟氮沉降对杨树人工林微生物量和微生物功能多样性的影响毕业论文

2021-04-27更新

摘 要

本文以江苏省盐城市东台林场杨树人工林为研究对象,研究了氮沉降对其土壤微生物功能多样性的影响。研究在杨树人工林中开展模拟氮沉降实验,对不同林龄样地进行不同浓度的氮处理。其次,运用BIOLOG法对土壤微生物进行测定,包括平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性指数、均匀度指数以及主成成分的分析测定。研究结果初步表明,在杨树幼林中,低(N1)、中(N2)、高(N3)、氮沉降使土壤微生物的碳源能力下降,超高氮沉降使土壤微生物碳源利用能力下降;在杨树中龄林中,不同水平的氮沉降处理使土壤微生物碳源利用能力增加; 氮沉降并没有对成熟林中土壤微生物碳源利用能力产生明显影响。不同水平的氮沉降使杨树幼林中的土壤微生物多样性增加,但是对中龄林和成熟林土壤多样性没有影响。不同的氮沉降水平改变了三种林龄杨树人工林大部分氮沉降样地的碳源利用模式和微生物的结构组成。

关键词:氮沉降;BIOLOG法;土壤微生物功能多样性;杨树人工林

The effects of simulated nitrogen deposition on soil microbiological functional diversity in the poplar plantation ABSTRACT

Within the poplar plantations in Dongtai County, Yancheng city, we studied the effects of simulated nitrogen deposition on soil microbiological functional diversity of poplar plantation. We carried out the experiment of simulated nitrogen deposition on the poplar plantations and applied different concentrations of nitrogen on different age of poplar plantations.We determined soil microbiological by BIOLOG, including the determination of AWCD, Shannon diversity index, evenness index and principal component. We came to the following conclusion through this research. The young poplar in low(N1), medium(N2) and high(N3) nitrogen deposition decreased the ability to the use of microbial carbon source, and ultra-high nitrogen deposition decreased the ability to the use of microbial carbon. In the medium age of poplar forest, different levels of nitrogen deposition increased the ability of soil microbial carbon utilization. Nitrogen deposition did not have a significant impact on the ability of soil microbial carbon utilization in the mature plantation. Different levels of nitrogen increased soil microbial diversity in the young poplar plantation, but it had no effect on soil microbial diversity in the medium and mature age plantations. Different levels of nitrogen deposition changed most three ages of poplar plantation carbon utilization patterns of nitrogen deposition plots and changed microbial structures.

Key words:nitrogen deposition;BIOLOG;the soil microbiological functional diversity;

poplar plantation

目 录

1 研究综述…………………………………………………………………………………………………1

1.1 研究目的及意义………………………………………………………………………………1

1.2 研究进展………………………………………………………………………………………1

1.2.1 氮沉降现状………………………………………………………………………………1

1.2.1.1 国外氮沉降现状…………………………………………………………………1

1.2.1.2 国内氮沉降现状…………………………………………………………………2

1.2.2 氮沉降研究进展……………………………………………………… …………………2

1.2.2.1 国外研究进展………………………………………………………………………2

1.2.2.2 国内研究进展………………………………………………………………………3

1.3 氮沉降对森林土壤微生物功能多样性影响的研究进展………………………………………3

2 研究区概况与研究方法…………………………………………………………………………………5

2.1 研究区概况……………………………………………………………………………………5

2.2 样地设置…………………………………………………………………………………………5

2.3 BIOLOG方法介绍…………………………………………………………………………6

2.4 研究内容……………………… ………………………………………………………………7

2.5 研究方法……………………………………………………………… ………………………7

2.5.1 模拟氮沉降方法…………………………………………………………………………7

2.5.2 土样野外采集与室内分析………………………………………………………………7

2.5.3 土壤微生物功能多样性的测定…………………………………………………………8

2.5.3.1 BIOLOG法对土壤微生物功能多样性的测定………………………………8

2.5.3.2 BIOLOG法的数据分析………………………………………………………8

3 结果与分析…………………………………………………………………… ………………………10

3.1 BIOLOG测试中平均吸光值动态变化…………………………………………………………10

3.2 微生物群落碳源利用多样性指数与均匀度指数………………………………………………11

3.3 31孔碳源主成分分析………………………………………………………………………12

结论 …………………………………………………………………………………………18

致谢 …………………………………………………………………………………………19

参考文献 ………………………………………………………………………………………20

1 研究综述

1.1研究目的及意义

近几十年来,因大气污染大气氮沉降量不断增加,过剩的氮沉降将增加NH4 的硝化和NO3_的淋失,加速土壤的酸化,影响树木的生长以及生态系统的功能和生物多样性,对森林产生危害作用。而土壤微生物作为土壤物质循环和生化过程的主要参与者和调节者[1],在森林生态系统物质循环中起着极其重要的作用;微生物还担负着有机质转化、养分释放、腐殖化、污染物降解和土壤结构保持等多种功能,它对环境的变化十分敏感,其结构和功能会随着环境条件改变而改变,对生态系统产生持续影响[2]。微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微生物群落的作用,深入了解生态系统内部结构和功能变化有着重要影响[3]。因此了解氮沉降对土壤微生物功能多样性的影响对于森林和环境管理等方面均具有重要的理论和实践意义。

本实验研究对象是杨树人工林,杨树作为我国栽培历史悠久的乡土树种,具有易繁殖、易栽植、成林快、轮伐期短、木材用途广泛、经济效益高、防护功能强等优点,是我国人工林产业化栽培的主要树种之一,也是我国目前分类最细、品种最多的栽培树种。因此阐明氮沉降与杨树人工林林分之间的反馈与负反馈机制可为滨海平原区人工林优化和功能提升提供科学依据。

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