植被恢復(fù)可以通過改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力、增加土壤碳儲量來提高生態(tài)效益。因此,闡明不同植被類型生態(tài)恢復(fù)過程中土壤有機(jī)碳及其穩(wěn)定性的變化規(guī)律,準(zhǔn)確評估區(qū)域尺度上的土壤有機(jī)碳儲存及其變化趨勢對于有效管理陸地生態(tài)系統(tǒng)非常重要。為了探究不同植被恢復(fù)土壤有機(jī)碳固存的微生物學(xué)機(jī)理,我們通過宏基因組測序研究了碳反應(yīng)所涉及的土壤微生物、代謝通路和功能基因的類型,采用固體交叉極化魔角自旋¹³C核磁共振測定不同土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性,并分析了不同植被類型土壤有機(jī)碳與微生物群落及功能基因間的相互關(guān)系。研究結(jié)果表明:（1）與針葉林（落葉松人工林、紅松人工林）和針闊混交林相比,闊葉林（核桃楸林、蒙古櫟林）能更好的提高土壤全碳、全氮、速效氮、可溶性有機(jī)碳和微生物量碳的含量。（2）不同植被類型土壤有機(jī)碳以烷氧碳為主（45.36%-48.12%）,依次是烷基碳（17.14%–21.84%）,芳香碳（17.34%–20.69%）和羧基羰基碳（13.61%–15.82%）。闊葉林（核桃楸林、蒙古櫟林）土壤具有較高芳香碳、芳香度、芳香碳/烷氧碳和較低的Aliphatic/aromatic和... 

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 土壤有機(jī)碳庫相關(guān)研究進(jìn)展
        1.2.2 植被恢復(fù)與土壤有機(jī)碳庫研究進(jìn)展
        1.2.3 土壤有機(jī)碳及其穩(wěn)定性
        1.2.4 植被恢復(fù)對土壤微生物的影響
        1.2.5 土壤微生物與土壤有機(jī)碳的互作關(guān)系
        1.2.6 微生物介導(dǎo)的土壤碳循環(huán)過程相關(guān)研究
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容
    1.4 研究目的與意義
    1.5 擬解決的科學(xué)問題
    1.6 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.7 技術(shù)路線
第二章 不同森林恢復(fù)類型土壤有機(jī)碳及其化學(xué)結(jié)構(gòu)研究
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 研究方法
        2.2.1 土壤樣品的采集
        2.2.2 土壤化學(xué)性質(zhì)的測定
        2.2.3 土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)的測定
        2.2.4 數(shù)據(jù)分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 不同植被類型土壤化學(xué)特性分析
        2.3.2 不同植被類型土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)特征分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 不同森林恢復(fù)類型土壤微生物碳代謝功能多樣性研究
    3.1 材料與方法
        3.1.1 土壤樣品采集
        3.1.2 Biolog-Eco測定
        3.1.3 平均吸光值測定
        3.1.4 功能多樣性指數(shù)的計(jì)算
        3.1.5 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 土壤微生物的群落對碳源的利用特征
        3.2.2 土壤微生物群落功能多樣性指數(shù)的變化
        3.2.3 土壤微生物生理碳代謝指紋圖譜分析
        3.2.4 土壤微生物對碳源利用多樣性的主成分分析
        3.2.5 土壤環(huán)境因子與土壤微生物功能多樣性的相關(guān)關(guān)系
    3.3 本章小結(jié)
第四章 不同森林恢復(fù)類型土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征研究
    4.1 材料與方法
        4.1.1 土壤樣品采集
        4.1.2 DNA提取及擴(kuò)增測序
        4.1.3 生物信息學(xué)分析
        4.1.4 數(shù)據(jù)處理
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 土壤細(xì)菌群落多樣性分析
        4.2.2 土壤細(xì)菌群落組成分析
        4.2.3 不同植被類型細(xì)菌群落網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)差異
        4.2.4 土壤環(huán)境因子與細(xì)菌群落組成的相關(guān)性分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 不同森林恢復(fù)類型土壤真菌群落結(jié)構(gòu)特征研究
    5.1 材料與方法
        5.1.1 土壤樣品的采集
        5.1.2 DNA提取及擴(kuò)增測序
        5.1.3 生物信息學(xué)分析
        5.1.4 數(shù)據(jù)處理
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 不同植被類型土壤真菌群落多樣性特征
        5.2.2 不同植被類型土壤真菌群落結(jié)構(gòu)特征
        5.2.3 不同植被類型真菌群落關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)差異
        5.2.4 土壤真菌群落結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境因子的相關(guān)性
    5.3 本章小結(jié)
第六章 不同森林恢復(fù)類型土壤微生物碳代謝通路研究
    6.1 材料與方法
        6.1.1 土壤樣品的采集
        6.1.2 宏基因組DNA提取和鳥槍測序
        6.1.3 宏基因組序列分析、組裝和功能注釋
        6.1.4 非冗余(Non-redundant)序列集的構(gòu)建
        6.1.5 宏基因組基因預(yù)測與功能注釋
        6.1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 基于全基因組不同植被類型土壤微生物群落特征
        6.2.2 基于KEGG不同植被類型土壤微生物碳循環(huán)相關(guān)功能特征
        6.2.3 基于CAZy不同植被類型土壤微生物碳循環(huán)相關(guān)功能特征
        6.2.4 土壤微生物碳循環(huán)通路與土壤環(huán)境因子的相關(guān)性
    6.3 本章小結(jié)
第七章 不同森林恢復(fù)類型土壤碳代謝功能基因研究
    7.1 材料與方法
        7.1.1 土壤樣品的采集與處理
        7.1.2 數(shù)據(jù)處理
    7.2 結(jié)果與分析
        7.2.1 不同植被類型土壤碳循環(huán)功能相關(guān)基因
        7.2.2 參與碳循環(huán)的主要微生物類群
        7.2.3 不同植被類型土壤有機(jī)碳對應(yīng)大分子化合物的代謝
        7.2.4 土壤功能基因與土壤環(huán)境因子間的相關(guān)性
        7.2.5 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)性
    7.3 本章小結(jié)
第八章 討論與結(jié)論
    8.1 討論
        8.1.1 不同植被恢復(fù)類型對土壤理化性質(zhì)的影響
        8.1.2 土壤有機(jī)碳化學(xué)結(jié)構(gòu)對不同植被類型恢復(fù)的響應(yīng)
        8.1.3 土壤微生物功能多樣性對不同植被類型恢復(fù)的響應(yīng)
        8.1.4 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)對不同植被類型恢復(fù)的響應(yīng)
        8.1.5 土壤真菌群落結(jié)構(gòu)對不同植被類型恢復(fù)的響應(yīng)
        8.1.6 土壤碳代謝功能基因?qū)Σ煌脖活愋突謴?fù)的響應(yīng)
        8.1.7 不同植被類型土壤微生物群落網(wǎng)絡(luò)及其對土壤有機(jī)質(zhì)的影響
    8.2 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀學(xué)位論文期間發(fā)表文章



本文編號：3671754