植被类型与土壤生化性质及功能细菌的相互关系——以石梅湾海岸青皮林为例
海南石梅湾海岸青皮林是海南重要的天然海防林，是世界上现存仅有的两片海滩青皮林之一，为国家重点珍稀植物保护区。本文以该区域为研究对象，以空间代替时间的方法，分析在不同季节、不同土壤层次、处于不同植被演替阶段样地中，根际和根外土壤的化学性质，氮素转化作用强度和功能细菌数量分布的时空变化规律及各因素之间的相关性，以揭示土壤、微生物及植被之间的关系；初步分离筛选出4株植物促生菌——好气性自生固氮菌菌株。其研究目的是为了揭示海岸青皮林天然更新的机理，为珍贵青皮林的保护和管理、海防林的建设与改造提供科学依据。主要研究结果如下： 1.随着植被正向演替的发展，土壤全氮、总有机碳、热水浸提有机碳（HWC）的含量及土壤电导率均随之而增高，土壤pH则随之而减小；演替顶级群落逆向发展后，土壤的上述性质趋势也发生逆转。即处于演替高级阶段的混交青皮林和过伐青皮林的土壤质量明显优于其他植被类型的土壤；次生青皮林的土壤质量虽不及前两者，但也明显优于木麻黄林地土壤；木麻黄林地土壤质量仅略比裸地好一些，明显不及青皮林地土壤。植被演替等级高的混交青皮林和过伐青皮林的土壤好气性自生固氮菌和氨化细菌数量的年内变化幅度远小于其他植被类型的土壤；好气性纤维素分解菌和亚硝化细菌这主要分布在木麻黄林中；反硝化细菌普遍存在于各类型植被的土壤中，但木麻黄林中数量最少。 2.土壤总有机碳和 HWC含量的季节变化不明显，而土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量及土壤pH和土壤电导率有明显的季节变化；各土壤功能细菌数量分布的季节变化更为复杂。采样深度越深，土壤总有机碳和HWC含量及土壤全氮含量就越少，电导率减小，而土壤pH加大，但是铵态氮和硝态氮含量在本研究各土层中几乎没有变化。土壤功能细菌的数量随季节不同，在不同土层中分布变化复杂。根际土中的全氮含量、总有机碳和HWC含量均高于根外土壤，且不同季节根外土的含量都相对稳定，而根际土含量的变化幅度比根外土大。根际的氨化细菌和亚硝化细菌均比根外的多，好气性纤维素分解细菌和反硝化细菌则主要分布于根外土壤中。 3.除12月的固氮作用强度为正值外，4、7、10月3次均为负值；7月的氨化作用最弱，10月、12月和4月的强度相当且均强于7月；硝化作用强度则从12月经4月、7月到10月表现为逐渐加强的趋势。植被对土壤的固氮，氨化及硝化作用均有影响，例如混交青皮林的固氮作用最强，氨化作用也强于木麻黄林土壤，但是硝化作用又不如木麻黄林土壤；再如木麻黄林的固氮作用较弱，而氨化作用最弱，硝化作用却最强。 4.本研究共纯化分离出具有潜在固氮能力的PGPR菌株15个，其中具有较高固氮活性的菌株4个，且均为具荚膜革兰氏阴性杆菌。 5.相关分析发现，土壤单一化学性质与其余土壤化学性质的关系大小排序为：总有机碳含量>总氮含量> HWC含量>电导率> pH；而与土壤功能菌数量关系密切强弱的排序为： pH>总有机碳含量>HWC含量>电导率>总氮含量。影响土壤化学性质的因素主要是植被、土壤层次、植物根系，而土壤微生物数量主要受气象因素（气温、降雨量）及植被的影响。 土壤总有机碳与土壤全氮量的线性关系最强， R2=0.821，回归方程为：y=30.72+2.66x；总有机碳与土壤HWC、土壤全氮量与土壤HWC、土壤HWC与土壤电导率的线性回归也较强，R2均超过0.5。土壤pH与其他土壤化学因子的线性回归较弱。
植被类型;土壤生化性质;功能细菌;海岸树林;时空分布
海南师范大学
硕士
生态学
郝清玉;赵骥民
2013
中文
S154.36
90
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）