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高原鼢鼠鼠丘及其边缘区土壤-微生物碳氮磷化学计量特征

王玲玲

高原鼢鼠鼠丘及其边缘区土壤-微生物碳氮磷化学计量特征

王玲玲1
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作者信息

  • 1. 兰州大学
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摘要

高原鼢鼠(Eospalax baileyi)是青藏高原特有的小型地下啮齿类草食动物,其会堆积大量镶嵌分布于地表的鼠丘,进而产生鼠丘效应和边缘效应,能够重新分配土壤,增加高寒草甸土壤养分供给能力的异质化。土壤微生物作为土壤养分变化过程的重要调节者,其生长情况决定着土壤养分的变化趋势。土壤和微生物生态化学计量(C∶N∶P)是评估土壤养分状况和微生物养分限制特征的重要途径。因此,研究高原鼢鼠鼠丘及其边缘区土壤-微生物C∶N∶P化学计量,是阐明高原鼢鼠鼠丘造成高寒草甸土壤养分异质化的重要内容。且高原鼢鼠鼠丘随着形成年限的延长,其土壤养分会发生改变,鼠丘效应和边缘效应会逐渐减弱。虽有零星研究分析了高原鼢鼠鼠丘上的土壤-微生物C∶N∶P生态化学计量,但鲜有研究关注到鼠丘边缘区,且缺乏土壤-微生物C∶N∶P生态化学计量随鼠丘年限变化的相关研究。因此,分析不同年限高原鼢鼠鼠丘及其相应边缘区土壤-微生物C∶N∶P的变化特征,有助于全面阐明高原鼢鼠鼠丘引起土壤养分供给能力异质化的变化过程。本研究遴选不同年限的高原鼢鼠鼠丘(新生,一年,两年,三年,四年,五年),分析了不同年限鼠丘及其边缘区土壤-微生物C∶N∶P的变化特征,以及土壤-微生物化学计量的不平衡性和微生物化学计量内稳态,以期为全面阐明高原鼢鼠引起高寒草甸土壤养分供给能力的异质化提供基础信息,进而为高寒草甸生态系统高原鼢鼠的科学管理提供理论依据。主要结果包括: 1. 随高原鼢鼠鼠丘年限增加,鼠丘土壤pH和含水量的变化趋异,而边缘区土壤pH和含水量的变化过程相同 鼠丘土壤pH随高原鼢鼠鼠丘年限增加呈逐渐降低趋势,含水量呈逐渐增加的变化趋势,容重无显著变化趋势;边缘区土壤pH和含水量均随鼠丘年限呈先降低后增加的变化过程,pH最小值出现于第1年,含水量最小值出现于第2年;土壤容重随鼠丘年限增加呈显著增加的变化趋势。 2. 随高原鼢鼠鼠丘年限增加,鼠丘土壤C∶N,C∶P和N∶P先增加后趋稳,但边缘区土壤C∶N,C∶P和N∶P出现明显分异性 鼠丘土壤C∶N,C∶P和N∶P随高原鼢鼠鼠丘年限增加先开始逐渐增加,然后趋于稳定,其中鼠丘土壤C∶N,C∶P自第3年后变化不显著,而N∶P自第4年后变化不显著。边缘区土壤C∶N从新生到经历1年过程中表现为降低趋势,而自第2年开始则逐渐增加,C∶P从新生到第2年时表现为增加态势,第3年时降低,自第3年后开始变化不显著,N∶P从新生到第2年间表现为增加,自第3年后逐渐降低。 3. 鼠丘土壤微生物C∶P和N∶P随鼠丘年限增加先增加后趋稳,而边缘区土壤微生物C∶P和N∶P随鼠丘年限增加先增加后降低 鼠丘土壤微生物C∶P和N∶P随鼠丘年限增加先增加而后趋于稳定,但土壤微生物C∶N随着鼠丘年限增加无显著变化。C∶P在第3年后没有明显变化,而N∶P在第4年后没有显著变化。边缘区土壤微生物C∶P和N∶P随鼠丘年限增加先增加后降低,但土壤微生物C∶N随鼠丘年限增加无显著变化。C∶P和N∶P均在新生至第4年时增加,第5年时下降。 4. 随高原鼢鼠鼠丘年限增加,仅有边缘区C∶P不平衡、N∶P不平衡有显著变化。随鼠丘年限增加,鼠丘、边缘区土壤微生物C∶N∶P表现为绝对稳态 随鼠丘年限增加,边缘区C∶P不平衡先降低后增加再降低、最后趋于稳定, N∶P不平衡先增加后降低、最后趋稳。边缘区C∶P不平衡在新生至第1年时下降,第2年时增加,第3年时又下降,第3年以后没有显著变化;边缘区N∶P不平衡在新生至第2年时增加至最大,第3年时下降,第3年后没有显著变化。随鼠丘年限增加,鼠丘和边缘区的C∶N、C∶P和N∶P不平衡的内稳态指数均高于4,均属于绝对稳态。 5. 高原鼢鼠鼠丘效应和边缘效应减少了与土壤微生物N∶P有相关关系的指标,改变了土壤微生物C∶P与各指标的相关性;鼠丘效应改变了土壤微生物C∶N与土壤容重和pH之间的关系 Pearson分析结果表明,对照区和边缘区土壤微生物C∶N与其他指标无显著相关关系,而鼠丘土壤微生物C∶N与容重呈显著正相关。对照区土壤微生物C∶P与土壤pH、有机碳和C∶P呈显著正相关,鼠丘和边缘区土壤微生物C∶P与其他指标无显著相关关系。对照区土壤微生物N∶P与土壤pH、有机碳、总氮、C∶P和N∶P呈显著正相关;鼠丘土壤微生物N∶P与容重、总磷呈显著正相关,与pH呈显著负相关;边缘区土壤微生物N∶P与pH呈显著正相关。通过RDA分析,确定了本研究中影响鼠丘、边缘区和对照区土壤微生物生物量碳、氮、磷及其化学计量比的主要因素。

关键词

高寒草甸/鼠丘年限/土壤养分/微生物生物量/生态化学计量特征

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授予学位

硕士

学科专业

草学

导师

郭正刚

学位年度

2024

学位授予单位

兰州大学

语种

中文

中图分类号

S8
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