草甸草原土壤微生物群落结构与多样性对增氮增雨的响应

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1、学校代码：10200学校名称：东北师范大学分类号：0938.1研究生学号：10200201010304草甸革mi壤微生物略落结构与多样性氣i..,..、...’••广、，1..'•.'’,Responseofsoilmicrobialcommunitystructureanddiversitytonitrogenadditionandincreasedprecipitationonmeadowsteppe独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经

2、发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期:>夂丄、•学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文作者毕业后去

3、向：工作单位：_______________________________电话:通讯地址：_______________________________邮编:学校代码：10200研究生学号：10200201010304分类号：Q938.1密级：无博士学位论文草甸草原土壤微生物群落结构与多样性对增氮增雨的响应Responseofsoilmicrobialcommunitystructureanddiversitytonitrogenadditionandincreasedprecipitationonmeadowsteppe作者：孙盛楠指导教师：邢福教授

4、一级学科：草学二级学科：草学研究方向：土壤微生物生态学东北师范大学学位评定委员会2015年5月项目支持国家自然科学基金项目（编号：31270514）摘要大气氮沉降持续增加和降水格局的改变将会严重影响生态系统的结构与功能，特别是在受氮、水资源限制的草原生态系统。作为土壤生物地球化学循环中最核心环节的土壤微生物群落，参与调节各个尺度的生态系统过程，受土壤营养、水分的影响很大。但是，目前关于草地土壤微生物群落结构与多样性对氮沉降和降水格局改变的响应，尤其是对氮、水增加所产生的交互作用的研究还存在很多空白和不确定性。本研究以中国北方草甸草原作为研究对象，该类型草

5、原位于欧亚大陆草原带东端，属于干旱与半干旱草原生态系统。根据模型预测，该地区未来的大气氮沉降量和降水量都将呈现增加的趋势。因此，研究该地区草地生态系统土壤微生物群落结构对氮沉降增加和降水格局改变的响应，对于预测和评估全球变化对陆地生态系统的影响具有重要的意义。此外，不同植被类型对土壤微生物群落结构的影响具有很大差异，为了获取更全面的信息，我们分别选取了羊草草甸草原和贝加尔针茅草甸草原作为实验样地。在羊草草甸草原，选取两种植物群落（虎尾草群落和杂类草群落）进行单独增氮实验；在贝加尔针茅草甸草原，设置了增氮增雨交互处理的实验。从影响土壤微生物群落结构与多样性

6、的土壤因子、植物因子到植物-土壤-微生物三者的相互作用关系，系统研究了增氮增雨影响土壤微生物群落结构的途径，比较了两种草甸草原土壤微生物群落结构和多样性对氮水异质性的响应策略，并探讨了年际间自然降水的波动对土壤微生物群落影响的重要性。这些研究完善了干旱半干旱地区草地生态系统对全球变化的响应机制，对维持生物多样性及保护草地生态系统功能具有重要的理论价值。本研究主要采用聚丙烯酰胺变性梯度凝胶电泳（DGGE）和磷脂脂肪酸分析（PLFA）法研究了土壤微生物群落结构及土壤细菌群落多样性。得到的主要结果及结论如下：（1）羊草草甸草原和贝加尔针茅草甸草原的优势细菌群落

7、均属变形菌门（Proteobacterium）和厚壁菌门（Firmicutes）。当环境条件（土壤养分或植被类型）发生变化时，土壤中微生物量碳、各类群脂肪酸含量、真菌与细菌的比例以及细菌群落多样性会随之发生变化。然而，无论是增氮还是增雨，都没有显著改变草甸草原土壤中细菌优势类群。这说明全球变化下细菌可能具有较强的维持自身群落结构稳定性的能力。同时，细菌群落的稳定性与植物多样性密切相关，稳定的植物-微生物互作关系也为维持全球变化背景下草原生态系统生产力水平奠定了基础。（2）在羊草草甸草原，虎尾草群落下的土壤微生物量随施氮梯度增加而降低，细菌群落多样性没有明

8、显变化；但是在杂类草群落，土壤微生物量和细菌群落多样性随着氮I素的添加而逐渐增加