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长期氮磷输入对滨海湿地土壤碳氮磷矿化的影响及其微生物机制

孙凯

长期氮磷输入对滨海湿地土壤碳氮磷矿化的影响及其微生物机制

孙凯1
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作者信息

  • 1. 北京林业大学
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摘要

人类活动改变了滨海湿地生态系统土壤氮磷的水平及比例。然而,氮磷供应水平及比例对滨海湿地生态系统土壤碳氮磷循环的影响及其微生物机制尚不清楚。本研究基于黄河三角洲滨海湿地长期氮磷添加野外原位实验(包括低、中、高三种氮磷供应水平,每种氮磷供应水平设置5∶1、15∶1、45∶1三种氮磷供应比例),探究了长期氮磷供应水平及比例对土壤碳氮磷矿化与生态系统多功能性的影响及其微生物机制。主要研究结果如下: 1)长期氮磷供应水平提升了土壤氮含量、微生物量氮磷、碳氮磷矿化速率以及生态系统多功能性。然而,氮磷供应比例对土壤碳氮磷矿化及生态系统多功能性的影响较小。此外,氮磷供应水平及比例对土壤有机碳及微生物残体碳含量的影响均不显著。 2)氮磷供应水平及比例对土壤细菌及真菌多样性的影响均不显著,但是改变了土壤细菌及真菌共现网络的复杂性。 3)相关性分析结果表明土壤碳氮磷矿化速率与土壤碳氮含量及微生物群落组成均显著相关,但是土壤碳氮磷矿化速率与土壤碳氮含量的相关性更显著。结构方程模型也表明,土壤碳氮磷矿化速率更受土壤碳氮含量变化的调控,土壤微生物群落组成对土壤碳氮磷矿化速率的调控力较小。 4)土壤生态系统多功能性与细菌多样性显著正相关,而与真菌多样性无关。此外,细菌多样性与生态系统多功能性的相关性强度随氮磷供应水平的增加先增加后减少,随氮磷供应比例的增加而增加,但是这种转变不受微生物共现网络复杂性的调控。 综上,我们的研究表明氮磷供应水平而不是比例显著提升了黄河三角洲滨海湿地生态系统土壤碳氮磷循环功能。相比于微生物群落组成,土壤碳氮磷矿化速率更受土壤碳氮含量的调控。土壤细菌多样性而不是真菌多样性调控土壤生态系统多功能性。此外,氮磷供应水平及比例会驱动土壤生态系统多功能性与细菌多样性关系的转变。本研究为准确预测黄河三角洲滨海湿地生态系统对氮磷输入的响应及恢复管理策略的制定提供了理论支持。

关键词

湿地生态系统/土壤碳氮磷矿化/微生物机制/氮磷供应

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授予学位

硕士

学科专业

湿地生态学

导师

李红丽

学位年度

2023

学位授予单位

北京林业大学

语种

中文

中图分类号

S1
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