围封和开垦对典型草原土壤CH4吸收的影响及微生物多样性的研究

摘要

本文选择内蒙古太仆寺旗典型草原围封草地和开垦农田作为研究对象，采用邻近样地原则，选取了自由放牧草地和5个不同围封年限的草地（围封年限为8年、11年、14年、21年、25年）对比，天然草地和6个不同开垦年限的农田样地（开垦年限为5年、10年、15年、20年、35年、50年）对比，通过室内培养实验，研究了典型草原在相同的水分温度条件下，围封和开垦两种土地利用方式对土壤CH4吸收的影响，用磷脂脂肪酸方法(PLFA)分析了不同土地利用方式下土壤的微生物多样性，并研究了不同保存条件（-17℃、4℃、新鲜土壤）对土壤微生物多样性的影响。本研究旨在揭示围封和开垦对草地土壤CH4吸收的影响，并试图从微生物方面探明影响土壤CH4吸收的机理，为内蒙古草地合理利用及温室气体减排措施的制定等提供科学依据。主要研究结果如下:
　　1.培养实验表明，重度退化草地采取围封措施后，适当的围封年限能增加土壤对CH4的吸收能力，围封年限对土壤CH4吸收有显著影响(F=11.1134，P＜0.01)，随着围封年限的增加，土壤对CH4的累积吸收量呈“M”式的变化趋势，草地围封至8年时土壤吸收CH4的能力达到最大，而在14年时吸收能力最小，且随初始CH4浓度的升高而增加。
　　2.天然草地转变为农田后降低了土壤吸收CH4的能力，土壤对CH4的吸收随开垦年限的增加逐渐减少，开垦年限对土壤CH4的吸收有显著影响(F=19.91，P＜0.01)，CH4的累积吸收量随初始CH4浓度的增加而增加。
　　3.微生物磷脂脂肪酸实验表明，与新鲜土壤相比较，在-17℃和4℃条件下保存土壤微生物磷脂脂肪酸含量降低，并且-17℃条件下保存土壤的含量更低，表明土壤在新鲜状态下更适合测定土壤微生物多样性;随开垦年限的增加，微生物总量、好氧菌、细菌、真菌含量呈上升趋势。
　　4.围封草地土壤的微生物总量和好氧菌含量随着围封年限的增加呈现出“M”式的变化趋势，农田土壤的微生物总量和好氧菌含量随开垦年限的增加而增加。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 土壤对CH4的吸收

1．2 草地退化及利用现状

1．2．1 草地开垦对CH4吸收的影响

1．2．2 草地围封对CH4吸收的影响

1．2．3 影响土壤CH4吸收的因素

1．3 土壤微生物多样性

1．3．1 土壤中微生物多样性的分析方法

1．3．2 磷脂肪酸技术(PLFA)的概述

1．4 研究目标

2 实验材料与方法

2．1 研究地概况

2．2 研究样地的选择

2．3 土壤采样及处理方法

2．4 实验方法

2．4．1 土壤培养实验

2．4．2 土壤理化性质的测定方法

2．4．3 土壤微生物多样性的测定

2．5 数据处理方法

3 影响微生物多样性的方法条件

3．1 结果与分析

3．1．1 土壤保存条件对微生物群落结构的影响

3．1．2 土壤微生物群落结构分析

3．2 本章讨论

3．3 本章结论

4 不同围封年限对土壤CH4吸收的影响及微生物多样性的研究

4．1 结果与分析

4．1．1 不同围封年限土壤CH4氧化动态

4．1．2 不同围封年限土壤CH4累积吸收量的变化

4．1．3 不同围封年限土壤微生物群落结构分析

4．1．4 不同围封年限土壤微生物含量与土壤有机碳、CH4吸收的关系

4．2 本章讨论

4．3 本章结论

5 不同开垦年限对土壤CH4吸收的影响及微生物多样性的研究

5．1 结果与分析

5．1．1 不同开垦年限土壤CH4氧化动态

5．1．2 不同开垦年限土壤CH4累积吸收量的变化

5．1．3 不同开垦年限土壤微生物群落结构分析

5．1．4 不同开垦年限土壤微生物含量与土壤有机碳、CH4吸收的关系

5．2 本章讨论

5．3 本章结论

6 结论

参考文献

致谢

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