贡嘎山垂直梯度带土壤微生物特征及其与磷的关系.pdf

贡嘎山垂直梯度带土壤微生物特征及其与磷约关系 Soil]ViicrobialCommunitiesandIts With Relationship Altitudinal along GradientofGonagaMountain Phosphorus -—————————一I———————————————■■_●■_____●■■■________●■■■■■■■■■■■■■■■■■●●■■■●●■■■■■■■■■■●■■■■■■■■■■■●■■■■■■■■■■■■■●■■●■■●■■■●●■■■■■●■■■●●●■■■●●■I By Sun Hongyang ADissertationSubmittedto ofChinese ofSciences University Academy In fulfillmentofthe partial requirement the ofDoctorof For degree PhysicalGeography HazardsandEnvironmentChinese InstituteofMountain ofSciencesand ofWaterResources Academy Ministry May,2014 ．2． 摘要 摘要 磷是维持和提高生态系统的生产力的关键元素之一，但土壤中生物有效磷含 量极低，大部分磷以固相形式存在，并且工业社会带来的氮素沉降的增加和大 气中碳素的积累导致的元素化学计量平衡破坏，使得磷素成为仅次于氮素的植 物第二大限制性营养元素。在土壤中，生物有效磷的耗竭会降低植物生长速率、 限制土地的初级生产力和阻碍生态系统的发展演化。在陆地生态系统中，生物 量磷主要来源于岩石中磷的风化释放。作为一典型的陆地生态系统，高山生态 系统因为陡峭的坡度、土壤风化程度低以及浅薄的土层，使得磷的来源非常依 赖与岩石磷的风化释放。然而，土壤微生物对岩石磷的风化释放能维持土壤中 生物有效磷水平。因此，土壤微生物群落的溶磷功能对高山生态系统生物有效 磷的供应起到至关重要的作用。此外，世界磷矿资源在迅速的耗竭，这会使世 界粮食问题产生急剧的恶化。英国《泰晤士报》发表文章警告世界“全球至关 重要的磷或将短缺”，并且称，按照目前的消费速度，可开采的磷矿将在今后50 —100年内消耗殆尽，还暗示磷矿资源将与石油资源媲美，产生新的“资源超级 大国”形成新的地缘政治图。面对因磷产生的生态系统问题和农业生产问题， 许多科研工作者把希望寄托于土壤微生物磷素地化作用的研究。因此，研究生 态系统中磷的地球化学规律及其与微生物的关系十分必要的。 本研究以贡嘎山东坡垂直梯度带上地带性根际土为研究对象，依靠土壤理 化属性测定技术、土壤磷组分连续提取技术、微生物PLFA测试技术、溶磷微生 物分离测试技术以及对溶磷微生物群的碳氮添加试验，查明了贡嘎山东坡垂直 梯度带上磷组分分布特征、微生物群落结构特征以及它们之间的相关性，确定 了影响微生物群落海拔分布的主要磷形态；摸清了溶磷微生物资源的分布概况； 并评估了碳氮元素对微生物群落溶磷功能的影响。主要结论如下： 1、在贡嘎山微生物量磷随海拔分布符合抛物线趋势，并且在海拔3500m 以下，降