本文選題：荒漠土壤　切入點(diǎn)：梭梭　出處：《新疆大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在干旱區(qū)和半干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中,灌木“肥島”對(duì)植被的生產(chǎn)力、分布格局以及生態(tài)系統(tǒng)過程具有重要影響。土壤微生物在凋落物分解、養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用,是灌木“肥島”形成和發(fā)育的重要貢獻(xiàn)者。在微生物群落組成中,不同類別的土壤微生物對(duì)水分和養(yǎng)分變異的敏感性或忍耐性各不相同,其空間變異受“肥島”(水分、養(yǎng)分)的強(qiáng)烈影響,有必要關(guān)注“肥島”中土壤微生物群落的空間變異。對(duì)于干旱區(qū)的荒漠生態(tài)系統(tǒng)而言,研究土壤微生物群落的空間變異對(duì)于養(yǎng)分平衡、植物生長、系統(tǒng)的穩(wěn)定與可持續(xù)性具有非常重要的意義。梭梭是亞歐大陸干旱區(qū)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)種之一。在新疆,梭梭主要分布于準(zhǔn)噶爾盆地的沙漠—綠洲交錯(cuò)區(qū),其生物量占群落總生物量的90%以上,對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有極其重要的作用。風(fēng)沙土和灰漠土是梭梭分布區(qū)的主要土壤類型。從土壤系統(tǒng)分類學(xué)劃分標(biāo)準(zhǔn)來看,風(fēng)沙土為干旱性砂質(zhì)新成土(Torripsamments),灰漠土為鈣化正常性干旱土(Haplocalcids)。兩種土壤的機(jī)械組成迥異,風(fēng)沙土的質(zhì)地較粗,砂粒含量為灰漠土的2.0-2.3倍;而灰漠土的質(zhì)地較細(xì),粉粒和黏粒含量分別為風(fēng)沙土的3.1-3.5倍、2.8-5.2倍。由于極端干旱的環(huán)境條件,兩種土壤共同的特征是養(yǎng)分貧瘠,其如何維持養(yǎng)分循環(huán)與平衡,決定了荒漠植物的生長與分布。從已有研究來看,多數(shù)與“肥島”相關(guān)的研究集中于養(yǎng)分和水分,雖然很多研究強(qiáng)調(diào)了土壤微生物群落的作用,但是以土壤微生物群落為研究對(duì)象,基于“肥島”的實(shí)驗(yàn)研究相對(duì)較少。本研究選取了研究區(qū)域兩種代表性土壤,基于梭梭“肥島”,探討了土壤微生物群落(生物量、多樣性和結(jié)構(gòu)組成)的空間變異特征及其與水分、養(yǎng)分、根系的關(guān)系。研究目標(biāo)是檢驗(yàn)土壤類型是否對(duì)冠下土壤微生物群落的空間變異具有調(diào)節(jié)作用。本研究的結(jié)果表明:(1)兩種土壤中均存在“肥島”現(xiàn)象,水分和養(yǎng)分含量從主根向外隨距離增加而降低,且隨深度增加而降低。在表層土壤(0-20 cm)中,與灰漠土相比,風(fēng)沙土的水分、有機(jī)質(zhì)、有效氮和有效磷的富集率分別是灰漠土的4.7-11.9倍、3.5-8.7倍、3.1-4.8倍、2.2-2.7倍。兩種土壤中細(xì)根的生物量密度、表面積密度、根長密度從主根向外不斷減小;與灰漠土相比,風(fēng)沙土“肥島”中細(xì)根無論在水平方向上還是在垂直方向上都分布更廣。整體而言,風(fēng)沙土中“肥島”發(fā)育的范圍與強(qiáng)度更大。(2)從主根向外土壤微生物生物量和多樣性隨水分、養(yǎng)分、細(xì)根密度的變異數(shù)據(jù)表明,在漠生態(tài)系統(tǒng)中,土壤微生物生傾向于在水分和養(yǎng)分資源豐富的肥島中繁榮,形成了不連續(xù)分布的斑塊狀分布格局。與灰漠土相比,風(fēng)沙土中的微生物生物量和多樣性空間變異較強(qiáng),表明土壤類型可能決定了冠下土壤微生物生物量和多樣性空間變異的強(qiáng)弱程度。(3)在風(fēng)沙土中,細(xì)菌、真菌生物量從主根附近(距主根5 cm)到株間空地(距主根200 cm)分別減少了50.3-53.7%、74.7-84.1%,差異顯著;而在灰漠土中,細(xì)菌、真菌生物量從主根向外的變異沒有顯著差異。這表明土壤類型對(duì)不同類別微生物生物量的空間變異具有調(diào)控作用,且與其自身對(duì)水分和養(yǎng)分變異的敏感性和忍耐性有關(guān)。(4)風(fēng)沙土中革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌的生物量從主根附近到株間空地分別減少了50.8-80.5%、92.6-98.0%,灰漠土中分別減少了14.7-65.6%、63.1-85.3%,差異較顯著,且風(fēng)沙土中革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌生物量的空間變異強(qiáng)于灰漠土,進(jìn)一步表明土壤類型對(duì)不同類別細(xì)菌生物量的空間變異具有調(diào)控作用,且與其自身對(duì)水分和養(yǎng)分變異的敏感性和忍耐性有關(guān)。
[Abstract]:In the ecosystem of arid and semi-arid areas, the shrub "fertile island" on vegetation productivity, has an important influence on the distribution pattern and ecosystem processes. Soil microbes in litter decomposition, plays an important role in nutrient cycling, is a shrub "fertile island" form an important contribution and development. In the microbial community composition in different types of soil moisture and nutrient variation in sensitivity or tolerance is different, the spatial variability of the "fertile island" (moisture, nutrients) strongly influence, it is necessary to focus on "the spatial variability of soil microbial communities in the fertile islands. For desert ecosystem in arid area, spatial variability study on Soil microbial community for nutrient balance, plant growth, has a very important significance to the stability and sustainability of the system. Ammodendron is one of dominant Eurasian arid area, ecological system In Xinjiang, the desert oasis ecotone of Haloxylon ammodendron is mainly distributed in Junggar basin, the biomass accounted for more than 90% of the total biomass, has a very important role in maintaining ecosystem productivity. Sandy soil and grey desert soil is the main soil type distribution. Haloxylon from standard classification system of soil, sand the soil dry sandy loam (Torripsamments), grey desert soil drought soil as normal calcification (Haplocalcids). Two kinds of different mechanical composition of soil, sandy soil texture coarse sand content is 2.0-2.3 times of the grey desert soil; and gray desert soil texture is fine silt and clay. Were 3.1-3.5 times, 2.8-5.2 times. Sandy soil due to the extreme drought conditions, two kinds of common characteristics are soil nutrient poor, how to maintain the nutrient cycling and balance, determines the growth and distribution of desert plants from the existing research. Look, most of the related research and the "fertile island" focused on nutrients and moisture, although many studies emphasize the role of soil microbial communities, but the soil microbial community as the research object, based on the "fertile island" experimental researches. This study selected two representative research area soil, Haloxylon "fertile island based on the study of soil microbial community (composition of biomass, diversity and structure) of the spatial variability and moisture, nutrients, root relationship. The goal of this research is to test whether the soil type has a moderating effect on the spatial variability of soil microbial community under the crown. The results of this study show that: (1) two in the soil there were" fertile island "phenomenon, water and nutrient content from the root outward with the increase of the distance decreased, and decreased with depth. In the surface soil layer (0-20 cm), compared with the grey desert soil, sandy soil moisture, The enrichment rate of organic matter, available nitrogen and available phosphorus were 4.7-11.9 times, the grey desert soil 3.5-8.7 times, 3.1-4.8 times, 2.2-2.7 times. The two kinds of soil fine root biomass density, surface area density, root length density decreases from the root outward; compared with the grey desert soil, sandy soil "fertile island" the fine root both in the horizontal direction or in vertical direction are more widely distributed. Overall, the scope and intensity of aeolian sandy soil in the "fertile island" development more. (2) from the root to soil microbial biomass and diversity with moisture, nutrients, variation of root density data show that in the desert ecosystem in the soil microorganisms tend to thrive in water and nutrient rich fertile island, the formation of plaque distribution pattern of discontinuous distribution. Compared with the grey desert soil, the variation of microbial biomass in sandy soil and strong spatial diversity, indicating that the soil type may never The degree of variation of soil microbial biomass under canopy and spatial diversity. (3) bacteria in sandy soils, and fungal biomass from the root (near 5 cm from the root to the empty space between lines) (from the root 200 cm) were reduced by 50.3-53.7%, 74.7-84.1%, the difference was significant; while in grey desert soil in bacteria, there was no significant difference between the variation of fungal biomass from root outward. This shows the spatial variability of different types of microbial biomass in soil type has its own regulation, and on water and nutrient variation in sensitivity and tolerance. (4) of gram positive bacteria in sandy soil, the biomass of gram negative bacteria. From the root to the empty space between near strains were reduced by 50.8-80.5%, 92.6-98.0%, gray desert soil were reduced by 14.7-65.6%, 63.1-85.3%, significantly, and the variation of aeolian sandy soil in gram positive and gram negative bacteria biomass of strong space In grey desert soil, it is further indicated that soil types play a regulatory role in the spatial variation of bacterial biomass of different categories, and are related to their sensitivity and tolerance to water and nutrient variation.

【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S714.3

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本文編號(hào)：1575994