土壤因其丰富的碳含量,在全球生态系统碳循环中具有非常重要的意义。土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,直接影响土壤中营养元素的循环和温室气体的排放,土壤中碳含量微小的变化将会引起大气CO_2浓度较大程度的变化。因此对于土壤有机碳矿化特征及其影响机理的研究将会加深土壤碳循环机制的理解,进而为增加土壤碳汇、减缓温室效应提供基础科学依据。栎林是我国北方较为常见的阔叶林,占有较大的森林面积。栎林土壤是丰富的碳库,常被作为土壤中碳迁移转换的研究对象。本文选取辽宁清原森林生态实验站内的典型蒙古栎林(20年,30年和40年林龄的样地,QM20yr,QM30yr和QM40yr)和山东泰山森林生态站内的麻栎林土壤(QA60yr)为研究对象,对不同演替阶段的栎林样地土壤有机碳矿化特征进行研究,并通过对生物学特征、理化性质、微生物群落的研究,从分子水平探讨SOC(土壤有机碳)矿化过程中的微生物影响机理。该研究可为探明典型栎林土壤有机碳矿化机制及全球变暖环境对土壤有机碳矿化的影响提供基础科学依据。论文得出以下主要结论:1、在63天的土壤室内培养实验中,QM30yr样地土壤有机碳矿化势最小(-104.161CO_2-C mg g~(-1)干土),不稳定有机碳含量较少,并且其微生物熵(MBC/SOC)较高,该样地土壤中微生物对有机碳的利用效率较高;QM20yr样地土壤有机碳矿化势最大(67.916 CO_2-C mg g~(-1)干土),DOC/SOC和有机碳活性(EOC/SOC)较强,不稳定的有机碳比例较高,且该样地土壤微生物对有机碳的利用效率较低。2、显著影响典型蒙古栎林和麻栎林碳矿化势的因子为阳离子交换量、真菌Chao1指数和细菌Chao1指数。三个影响因子和碳矿化势之间均为负相关关系,并且影响力度从大到小排序为:真菌Chao1指数细菌Chao1指数阳离子交换量。3、QM30yr样地土壤有机碳矿化势最低(-104.161 CO_2-C mg g~(-1)干土),QM20yr土壤有机碳矿化势最高(67.916 CO_2-C mg g~(-1)干土),并且土壤微生物群落结构对土壤有机碳矿化势具有显著影响。在分子水平,随着蒙古栎林的发育,土壤中微生物群落从细菌主导到细菌和真菌相当,再到真菌主导,表明随着林龄的增加,微生物细菌逐渐被真菌替代;从土壤细菌各个门类的相对丰度,可看出降解土壤有机质的Actinobacteria和降解新鲜有机质的Proteobacteria的相对丰度在QA60yr中最高,说明其微生物群落更倾向于降解有机质。这两个门类细菌的相对丰度在蒙古栎林中的排序为:QM20yrQM30yrQM40yr;在真菌群落中,QM30yr样地中担子菌的相对丰度较大,而在真菌属的水平,QM40yr样地和QA60yr样地降解纤维素的能力最强。4、添加单体底物(MN)、多聚物(PM)和单体底物与多聚物混合添加(MIX)处理,不同栎林的样地土壤基质诱导呼吸温度敏感性均小于基础呼吸或者比生长速率,且四个样地基质诱导呼吸温度敏感性均在1.0附近。在基础呼吸阶段,不同样地在添加相同底物时温度敏感性无显著差异;在基质诱导呼吸阶段,添加MN处理下,QM40yr样地的温度敏感性(0.9790)显著低于其他样地(QM20yr,1.0836;QM30yr,0.9954;QA60yr,1.0409),添加MIX处理中,QM30yr样地温度敏感性(0.9710)显著低于其他样地(QM20yr,0.9947;QM40yr,1.0152;QA60yr,0.9948),而PM处理下,各样地温度敏感性无显著差异;在比生长阶段,不同样地土壤在同种处理下温度敏感性无显著差异。
【学位单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S714
【参考文献】
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2823505
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