隔离降雨对米櫧天然林土壤甲烷吸收及甲烷氧化菌群落结构的影响

【摘要】：CH4作为重要的温室气体之一,单分子增温潜力(GWP)是二氧化碳的25倍(100年),对全球气候变暖的贡献(20%)仅次于二氧化碳(55%)。而森林土壤是CH4汇,因此CH4吸收成为减缓温室气体排放的重要途径之一。气候变化尤其是降雨减少规律及控制机理的研究,对全球森林生态系统碳收支平衡和森林碳汇方面具有重要意义。 本研究以福建省三明市格氏栲自然保护区的米槠天然常绿阔叶林为研究对象,通过在野外设置不同程度的人工隔离降雨(隔离30%降雨、隔离60%降雨、对照(自然降雨)控制实验,探讨隔离降雨对本区森林土壤CH4吸收及甲烷氧化菌群落结构的影响。结果表明：在观测时期里(2012年8月-2013年8月),米槠天然林为土壤CH4汇,隔离降雨土壤CH4吸收的季节变化趋势基本一致,秋夏季高于冬春季。随着隔离降雨强度的增加,土壤CH4吸收速率呈现增加趋势,与对照相比,隔离60%降雨和隔离30%降雨的土壤CH4吸收速率分别增加了21%和5%。土壤含水量与CH4吸收的相关性可以解释土壤CH4吸收季节变化的20%-29%。米槠天然林经过隔离降雨后,土壤甲烷氧化菌多样性和丰富度出现增加的趋势,隔离60%降雨Ⅰ型土壤甲烷氧化菌的丰富度和多样性指数显著高于隔离30%降雨和对照,隔离30%降雨的丰富度和多样性指数增加不明显。隔离降雨后Ⅱ型土壤甲烷氧化菌的丰富度和多样性指数显著高于对照,但隔离30%降雨的丰富度和多样性指数与隔离60%降雨未表现出显著性差异。隔离降雨Ⅰ型土壤甲烷氧化菌与土壤总有机碳、Ⅱ型土壤甲烷氧化菌与土壤可溶性有机碳均存在显著的相关性,这说明米槠天然林经过隔离降雨后,土壤总有机碳和可溶性有机碳含量的变化对土壤甲烷氧化菌群落结构产生了重要影响,因此,土壤甲烷氧化菌的丰富度和多样性的增加是土壤CH4吸收增加的重要因素。 【关键词】：米槠天然林 隔离降雨 土壤甲烷吸收 甲烷氧化菌
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S714
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 土壤CH_4吸收的影响因素11-15
• 1.2.1 土壤甲烷氧化菌11-12
• 1.2.2 土壤含水量12-13
• 1.2.3 土壤温度13
• 1.2.4 土壤孔隙状况13-14
• 1.2.5 土壤pH值14
• 1.2.6 土壤碳14
• 1.2.7 土壤氮14-15
• 1.3 隔离降雨对森林土壤CH_4吸收的影响研究进展15-16
• 1.4 隔离降雨对森林土壤甲烷氧化菌群落结构影响的研究进展16
• 1.5 本文侧重解决的科学问题16-18
• 第2章 研究区概况与研究方法18-24
• 2.1 研究区的自然概况18-19
• 2.2 研究方法19-21
• 2.2.1 样地设计19-20
• 2.2.2 CH_4气体采集20-21
• 2.3 土壤样品采集21
• 2.4 土壤CH_4吸收速率的测定21
• 2.5 土壤甲烷氧化菌群落结构的测定21-23
• 2.6 土壤理化性质的测定23
• 2.7 统计分析方法23-24
• 第3章 隔离降雨对土壤CH_4吸收的影响24-36
• 3.1 试验地的微气候变化24-25
• 3.2 土壤CH_4吸收速率的月动态变化25-27
• 3.3 土壤CH_4吸收与土壤含水量、土壤温度的关系27-28
• 3.4 隔离降雨土壤CH_4年通量计算28-29
• 3.5 讨论29-35
• 3.5.1 隔离降雨对土壤CH_4吸收季节变化的影响29-32
• 3.5.2 土壤含水量、土壤温度对土壤CH_4吸收速率的影响32-33
• 3.5.3 天然林土壤CH_4年通量的变化33-35
• 3.6 小结35-36
• 第4章 隔离降雨对土壤碳氮的影响36-44
• 4.1 土壤碳含量的变化36-38
• 4.2 土壤氮含量的变化38-40
• 4.3 讨论40-42
• 4.3.1 隔离降雨对土壤碳含量的影响40-41
• 4.3.2 隔离降雨对土壤氮含量的影响41-42
• 4.4 小结42-44
• 第5章 隔离降雨对土壤甲烷氧化菌群落结构的影响44-60
• 5.1 隔离降雨的土壤DNA和PCR分析44-45
• 5.2 隔离降雨Ⅰ型土壤甲烷氧化菌的变化45-50
• 5.2.1 Ⅰ型土壤甲烷氧化菌的DGGE分析45-48
• 5.2.2 隔离降雨Ⅰ型土壤甲烷氧化菌相似性分析48-49
• 5.2.3 Ⅰ型土壤甲烷氧化菌多样性与丰富度、土壤总有机碳含量的关系49-50
• 5.3 隔离降雨Ⅱ型土壤甲烷氧化菌的变化50-56
• 5.3.1 Ⅱ型土壤甲烷氧化菌的DGGE分析50-53
• 5.3.2 Ⅱ型土壤甲烷氧化菌群落结构相似性分析53-54
• 5.3.3 Ⅱ型土壤甲烷氧化菌多样性、丰富度与土壤DOC含量的关系54-56
• 5.4 讨论56-58
• 5.5 小结58-60
• 第6章 结论与展望60-64
• 6.1 研究结论60-61
• 6.2 创新点61
• 6.3 研究展望61-64
• 参考文献64-76
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果76-78
• 致谢78-80
• 个人简历80-84

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