摘要
土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，在养分和能量循环中起重要作用。土壤微生物既能分解利用土壤有机碳、氮、磷资源维持生长发育及生命活动，又能将这些资源转化为微生物量。植被类型、土壤水热条件、化学环境和养分会通过不同方式影响微生物生物量及群落组成，因此微生物生物量和群落组成能够响应土壤环境的变化。但是，沿着海拔梯度的不同植被类型下，微生物对土壤环境和性质变化的响应认识还很不足。为明确不同植被下土壤微生物群落变化及其对土壤环境和性质的指示作用，本研究以天山北坡海拔梯度下不同植被类型土壤为研究对象，选择了465 ~ 2660 m海拔梯度的四种主要植被类型的土壤：荒漠草地（465 ~ 659 m）、中山草地（787 ~ 1240 m）、混交林（1400 ~ 1500 m）和云杉林（1820 ~ 2660 m）为研究样地，通过磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法，探究了不同植被下各微生物群落的生物量和相对比例的差异以及微生物群落和PLFA生物标记物含量对土壤环境和性质变化的响应，寻找能够更好地指示土壤环境和性质变化的方法，主要研究结果如下： （1）不同植被类型之间土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源的差异显著。荒漠草原的土壤温度、pH值和电导率最高，云杉林和针阔混交林的土壤含水量和碳氮磷养分的含量最高。 （2）不同植被类型之间，革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、细菌和放线菌的PLFA生物量的差异显著；混交林下的最高，荒漠草原下的最低，而真菌生物量差异不显著。在表层土壤中，革兰氏阳性菌和细菌的相对比例在针阔混交林下最高，革兰氏阴性菌和真菌的相对比例在针阔混交林下最低，而在中山草地和荒漠草原之间，微生物群落相对比例没有显著差异；在深层土壤中，革兰氏阳性菌和细菌的相对比例在针阔混交林下最高，真菌和放线菌相对比例在中山草地下最高，其它植被类型间没有显著差异。 （3）各微生物群落能够指示土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源的变化。微生物各类群PLFA生物量与土壤温度、pH值和电导率呈显著负相关关系，与土壤含水量、有机碳、溶解性有机碳、全氮和可利用氮呈显著正相关关系，真菌和放线菌与土壤可利用磷呈显著正相关关系。 （4）不同植被下微生物 PLFA 生物标记物与土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源都有较强的关联性，且对土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源变化的指示效果都好于微生物类群指示效果。在 PLFA 生物标记物中，除土壤电导率外，14∶0 与其它土壤理化性质的相关性都是最高；除土壤电导率和可利用氮外，cy17∶0与其它土壤理化性质的相关性也较高，代表普通细菌14∶0和代表革兰氏阴性菌cy17∶0生物标记物的指示效果最好。 综上所述，土壤微生物生物量和群落组成在不同植被土壤间存在差异，在高海拔地区的云杉林和混交林下生物量最高，这种差异与土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源的差异有关。微生物PLFA生物标记物是更好地指示土壤水热、化学环境及碳氮磷养分资源变化的方式，且14∶0和cy17∶0标记物的指示效果最好。本研究的结果将有助于更准确地从微生物角度预测土壤环境和资源的变化。
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