濕地土壤有機碳是濕地生態(tài)系統(tǒng)中極其重要的生態(tài)因子。土壤微生物和酶是濕地土壤中最活躍的組分,有利于推動土壤有機質(zhì)的礦化分解和土壤養(yǎng)分的循環(huán),它們都與土壤碳循環(huán)密切相關,是土壤有機碳變化的早期預警指標,能夠敏感的反映土壤有機碳的動態(tài)。然而目前缺乏與土壤微生物和酶活性等生物過程相關聯(lián)的多過程綜合研究,以致于對濕地土壤碳源-匯功能變化機理認識不足。三江平原濕地是我國重要的濕地,以此典型區(qū)域為研究對象,開展不同濕地類型土壤有機碳含量分布特征及其影響因素研究,對于了解濕地碳循環(huán)機制具有重要意義。本研究選取河漫灘濕地和湖濱濕地中4種典型濕地類型(毛苔草濕地CLW、蘆葦濕地PAW、小葉章濕地CAW和小葉章+沼柳濕地CSW)為研究對象,通過對兩個研究區(qū)不同濕地類型的土壤總有機碳和活性有機碳組分、土壤微生物數(shù)量、酶活性和微生物呼吸速率的季節(jié)變化特征及其相互關系進行了分析。結果表明:1、兩個研究區(qū)土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量均隨土層深度的增加而降低。河漫灘濕地CAW和CSW土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量顯著高于CLW和PAW(P0.05);而湖濱濕地CLW土壤TOC和MBC含量顯著性低于其它濕地類型(P0.05)。相比較而言,湖濱濕地的4種典型濕地類型的土壤TOC、MBC和EOC含量高于河漫灘濕地,DOC含量只有PAW和CSW高于河漫灘濕地。2、兩個研究區(qū)4種濕地類型土壤總有機碳及活性有機碳組分均呈現(xiàn)顯著的季節(jié)變化趨勢。所有濕地類型TOC(湖濱濕地CLW除外)和DOC含量均以植物生長初期(5月份)最高;河漫灘濕地CAW和CSW土壤MBC和EOC含量均以植物生長末期(10月份)最高;湖濱濕地CLW和CSW土壤MBC和EOC含量均以植物生長末期(10月份)最高,而CAW和PAW土壤MBC和EOC含量則以植物生長初期(5月份)最高。3、不同濕地類型間土壤活性有機碳組分占總有機碳的比例在不同季節(jié)間差異顯著。河漫灘濕地4種濕地類型土壤DOC、MBC和EOC占TOC的比例范圍分別為0.29-1.33%、1.56-4.42%和10.54-33.35%;其中DOC/TOC均以5月份最高,而EOC/TOC則以5月份最低;CLW和PAW土壤微生物熵(MBC/TOC)以5月份最高,而CAW和CSW則以10月最高。湖濱濕地4種濕地類型土壤DOC、MBC和EOC占TOC的比例范圍分別為0.13-0.51%、0.57-3.25%和18.39-40.23%;其中DOC/TOC以5月最高,而MBC/TOC和EOC/TOC均以10月份最高。4、兩個研究區(qū)不同濕地類型土壤微生物群落結構差異顯著。所有濕地類型微生物數(shù)量在垂直剖面上的分布均隨土層深度增加而減少,均表現(xiàn)為細菌放線菌真菌,細菌數(shù)量占絕對優(yōu)勢(64.1-98.2%);細菌和放線菌數(shù)量以7月最大,而真菌數(shù)量以10月大;土壤微生物總數(shù)量最大值出現(xiàn)在7月,最小值出現(xiàn)在5月。兩個研究區(qū)不同濕地類型間細菌、放線菌、真菌的數(shù)量和占微生物總數(shù)量的比例差異顯著。CLW土壤微生物總數(shù)量顯著低于其它濕地類型(P0.05)。湖濱濕地4種濕地類型土壤微生物總數(shù)均高于河漫灘濕地對應濕地類型。5、兩個研究區(qū)所有濕地類型土壤蔗糖酶和纖維素酶活性均表現(xiàn)出隨土層深度增加而下降的趨勢,而過氧化氫酶活性變化趨勢各異。河漫灘濕地4種濕地類型土壤蔗糖酶和纖維素酶活性均以5月份最高,而過氧化氫酶活性則在7月份最高(CSW除外);CAW和CSW土壤蔗糖酶和過氧化氫酶活性顯著高于CLW和PAW(P0.05),各濕地土壤纖維素酶活性具有不同的差異性。湖濱濕地4種濕地類型土壤蔗糖酶和纖維素酶活性均以5月份最高,CLW土壤蔗糖酶、纖維素酶和過氧化氫酶活性顯著低于其它濕地類型。CLW和CAW土壤過氧化氫酶活性最大值出現(xiàn)在10月,而PAW和CSW土壤過氧化氫酶活性最大值出現(xiàn)在7月。湖濱濕地4種濕地類型土壤蔗糖酶活性均高于河漫灘濕地,PAW和CAW土壤纖維素酶活性高于河漫灘濕地對應濕地類型,CLW和PAW土壤過氧化氫酶活性高于河漫灘濕地對應濕地類型。6、兩個研究區(qū)4種濕地類型土壤微生物呼吸速率均隨土層深度增加而減少,最大值均出現(xiàn)在5月份。河漫灘濕地CLW和PAW植物生長初期(5月份)土壤微生物呼吸速率顯著高于CAW和CSW(P0.05),而植物生長盛期(7月份)和末期(10月份)則相反。湖濱濕地CLW植物生長初期和末期土壤微生物呼吸速率顯著低于其它濕地類型(P0.05);而植物生長盛期(7月份)各濕地間差異不顯著。湖濱濕地PAW、CAW和CSW土壤微生物呼吸速率高于河漫灘濕地對應濕地類型,而CLW土壤微生物呼吸速率則低于河漫灘濕地對應濕地類型。7、相關性分析表明:兩個研究區(qū)土壤DOC、MBC和EOC之間相互影響,密切聯(lián)系,與TOC顯著相關。兩個研究區(qū)土壤TOC、DOC、MBC和EOC含量均與N均呈極顯著相關,與p H呈顯著或極顯著負相關關系,與EC相關性不顯著,土壤DOC含量均與含水量呈極顯著相關性關系。河漫灘濕地TOC與各微生物因子(放線菌和微生物呼吸除外)均具有顯著或極顯著相關性關系,DOC與真菌、蔗糖酶、纖維素酶和微生物呼吸速率均呈極顯著相關性關系;MBC與放線菌、微生物呼吸速率和3種酶活性呈極顯著相關性關系;EOC與放線菌、蔗糖酶和過氧化氫酶活性呈顯著或極顯著相關性關系。湖濱濕地,TOC、DOC、MBC和EOC與細菌、蔗糖酶、纖維素酶和微生物呼吸速率均呈極顯著相關性關系。
【學位單位】：中國科學院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所）
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S154.3
【部分圖文】：

圖 2-1 研究區(qū)域位置Fig.2-1 The study area location第二節(jié) 材料與方法 樣品采集河漫灘濕地和湖濱濕地沿著從水生到陸生植被演替的方向分別選取毛、蘆葦濕地、小葉章濕地和小葉章+沼柳濕地作為研究樣地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每種濕地類型隨機選擇 3 個 20 m×20 m 取樣點沿著垂直剖面從每個集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土層的土樣，土樣立即放入自封袋℃便攜式小冰箱中帶回實驗室，挑去根系和石礫后，充分混勻分成 2 份 4 mm 篩，保存于 4℃冰箱中備用，用于微生物量碳、可溶性有機碳、

圖 2-1 研究區(qū)域位置Fig.2-1 The study area location第二節(jié) 材料與方法 樣品采集河漫灘濕地和湖濱濕地沿著從水生到陸生植被演替的方向分別選取毛、蘆葦濕地、小葉章濕地和小葉章+沼柳濕地作為研究樣地，在植物生2013 年 10 月上旬)、初期(2014 年 5 月上旬)和盛期(2014 年 7 月上旬)采品。每種濕地類型隨機選擇 3 個 20 m×20 m 取樣點沿著垂直剖面從每個集 0-10 cm，10-20 cm 和 20-30 cm 土層的土樣，土樣立即放入自封袋℃便攜式小冰箱中帶回實驗室，挑去根系和石礫后，充分混勻分成 2 份 4 mm 篩，保存于 4℃冰箱中備用，用于微生物量碳、可溶性有機碳、

本文編號：2853114