温带森林土壤微生物生物量氮季节动态特征_毕业论文(编辑修改稿)

温带森林土壤微生物生物量氮季节动态特征_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

复模态的季节性波动 ,是综合作用的结果 ,各种生态因素和目前我们了解的监管机制还很缺乏。 一般的观点 ,对于一个特定的森林生态系统 ,土壤温度和土壤水分的季节变化是调节土壤微生物生物量季节波动的主要因素 ,和不同植被的地理分布和植被类型是不同大小的森林生态系统 ,土壤微生物生物量 的变化是 季 节性差异产生的波型 [20]。 土壤温度和湿度有很强的季节性变化在一年 ,季节性动态变化的土壤微生物生物量有相当大的影响力。 纬度的增加 ,土壤温度对土壤微生物生物量季节性波动的主要监管作用逐渐加强 ,土壤水分对土壤微生物生物量主导调节功能的季节性波动逐渐减弱。 高温和高湿度环境有利于植物的快速增长 ,导致植物对土壤氮、磷和其他营养素需要量很大 ,不利于土壤微生物繁殖。 条件 为 高温和高湿度的环境 ,土壤微生物活动增加 ,加速分解利用能源物质 ,维持快速的周转率 ,虽然土壤微生物快速繁殖 ,但往往由于 受 限制的可用资源 ,土壤微1 前言 3 生物生物量是 较小的 ,土壤微生物生物量氮含量可以反映土壤氮能力的大小 ， 对土壤温度和土壤湿度除了直接影响土壤微生物 ,主要是通过也影响植物的生长节奏和土壤微生物和植物对土壤养分竞争关系来影响季节性波动的土壤微生物生物量。 在温带和寒带地区 ,土壤微生物生物量呈现高夏季低冬季或夏季高冬天淡季波动模型 , 土壤温度和土壤湿度 主要是相关的交互作 [21]。 另外，土壤微生物量氮是土壤有效氮活性库的主要部分。 所以研究森林土壤中微生物生物量氮的季节动态很有意义。 东北林业大学本科毕业论文 4 2 研究区概况 [4] 地理位置 该实验取样的地方是凉水实验林场，凉水实验林场位于黑 龙江省伊春市带岭凉水沟原始林地，是小兴安岭红松阔叶林典型代表之一。 地理坐标：东经 128。 48′ 30〃 ~128。 55′50〃。 北纬 47。 7′ 39〃 ~47。 14′ 22〃。 气候 冬季 严寒干燥 ，主要受西伯利亚高冷气压影响 ， 夏季温凉多雨 ，主要受太平洋季风影响 ，温带大陆性季风气候特征 是很 明显的。 年 均 温为。 C,七月为 最高为。 C，一月为 最低为。 C，。 C 为极端最高 温 ，。 C 为 极端最低温 ，年均地温是。 C，。 C 为 极端最高地温，。 C 为 极端最低地温。 为 全年蒸发量，夏季蒸发量 是冬季的 11 倍。 其中林外蒸发量比林内大 %。 为 全年降水量， 夏季是降雨的集中季节 ， 降雪开始 于 十月中旬， 化雪 开始于 五月上旬。 河流 有 长为六个多月 的 结冰期 ， 结冰 开始于 十月下旬， 开冻 始于 四月中旬， 有 100~120d 的 无霜期， 五月中旬 开始 晚霜， 九月下旬 开始早霜。 五月上旬 为乔木的生长期。 乔灌木开始休眠 是在 十月初 ，此时气温为 ，植物 有 120d 的生长期。 植被 以红松为主的温带针阔叶混交林生态系统及其国家重点保护的野生动、植物物种是本区的 最 主要 的 保护对象。 据多年的调查研究统 计本区有动、植物种类 20xx 余种 ，森林植被类型丰富 ， 同时物种也特别多。 红松阔叶林是主要 的 森林类型， 红松、黄菠萝、水曲柳、榆、枫桦、椴、山杨、白桦 、云杉、冷杉、落叶松 为 主要 的 乔木树种，红松 是其中 最多 的。 这里是 我国现有保存下来的 较大片原始红松林基地之一。 这里的森林对进一步研究天然林和更好的恢复森林都 有着 及其 重要 的 意义。 土壤 该实验区的地带性土壤为暗棕壤。 非地带性土壤有草甸土、沼泽土和泥炭土及其亚类构成。 暗棕壤：该类土分布面积最广，是小兴安岭典型的地带性土壤，该土壤在凉水林场分布各类型的原始红松林和破环后次 生林下均有着分布。 该类土壤腐殖质含量比较高，具团粒结构，含各种营养元素，肥力很高，极具潜力。 适于林木生长。 草甸土：该类土壤分布在河流两岸、山间低平地及冲积地，常与沼泽土呈复区存在，分布面积较少。 沼泽土：该类土壤发育于林区低湿地段，小溪旁地形平坦，地表经常间歇积水，常见植被有小叶草、泥炭藓、苔草等。 该实验区地带性的暗棕壤，与非地带性草甸土、沼泽土，三者相互演替。 本章小结 该地区极具温带森林的特征，极具温带森林的代表性，在该实验区取样是很科学的。 3 研究方法 5 3 研究方法 野外样地选择及取样 在凉水自然保护区内 ,选 择 红松枫桦混交林、 红松椴树混交林、 红松纯 林 3 种林型 ,在每个林型中选设 3 块 30m*20m 的 标准地 ,在每个标准地中 ,按 “ S” 形选设 5 个采样点。 并在这三种林型中各选大、中、小三个林隙，在每个林隙中也按“ S”形选设 5 个采样点。 20xx 年 5 月到 10 月每月分别在 选设的标准地以及选设的林隙中的采样点 ,采集 0—10cm土样。 土样立即装入 冷藏箱 ， 并尽可能快的 带回实验室置于 2。 C 低温保存。 实验方法 试剂配置 混合催化剂：按照硫酸钾：五水硫酸铜：硒粉 =100： 10： 1，称取硫酸钾 100g、五水硫酸铜 10g、硒粉 1g。 均匀 混合后研细。 贮于瓶中。 40%氢氧化钠：称 400g 氢氧化钠于烧杯中，加蒸馏水 600ml，搅拌使之全部溶解。 2%硼酸溶液：称 20g 硼酸溶于 1000ml 水中，再加入 2ml 混合指示剂。 （按体积比100:2 加入混合指示剂） 混合指示剂：称取溴甲酚绿 和甲基红 克 ,溶解在 100ml95%的乙醇中 ,用稀氢氧化钠或盐酸调节使之呈淡紫色，此溶液 pH 应为。 ：取比重 的浓盐酸 ，用蒸馏水稀释至1000ml，用基准物质标定之。 ：称 取 溶解于蒸馏水中，搅拌溶解，（可加热）定容至 1L。 去乙醇氯仿的配制 方法 ：通风柜 量取 一百 毫升 的 氯仿 放到五百 毫升的分液漏斗中，往其中 加 二百 毫升蒸馏水， 把 塞 子加上以后 ， 上下左右 振荡 它十几 下 以后 打开塞子放气， 其 后 盖上 塞 子继续 振荡 它十几 下， 就这样 反复 至少三 次 后 ， 把 分液漏斗 放到 铁架台上， 等待使 溶液分层 以后 ， 把 分液漏斗下端的阀 打开 ， 把 下层溶液（ 即 氯仿） 倒 入 二百毫升的烧杯 ， 把 剩 下 的溶液倒 到 水槽 中。 将烧杯中的氯仿 倒到 分液漏斗中， 至少 反复 三次。 最后 将精制后的氯仿倒 到 棕色瓶中，加入无水 CaCl2 10g， 放到阴暗的地方保存起来。 制样 称取新鲜土壤 放置烧杯中，加约等于田间持水量 60%水在 28℃下培养7~15d。 把培养好的土样连同烧杯一起放到 真空干燥器中，同时内放一小烧杯 （装有100ml 去乙醇氯仿） ，密封真空干燥器， 把密封好的真空干燥器连到真空泵上，抽真空让 氯仿沸腾 5 分钟，静置 5 分钟，再抽滤 5 分钟，同样操作三次。 把 干燥器放入 26℃培养箱中 一昼夜 后，抽真空 2035 分钟，目的是把 土壤吸附的氯仿 去掉。 按照土：:4(烘干土算，一般就是湿土： ： 2)，加入 K2SO4 溶液（空白 省去氯仿熏蒸这一步，其他一样）震荡 30 分种，过滤。 东北林业大学本科毕业论文 6 测定 滤液要是不及时测定，需立即在 15℃以下保存，此滤液可用于微生物碳氮的测定。 微生物碳测定只吸取 2ml，采用重铬酸钾 硫酸亚铁滴定法测定。 微生物氮吸取滤液10ml 于消化管中，加入 2g 催化剂，在再加 5ml 浓硫酸，管口放一弯颈小漏斗， 将消化管置于通风橱内远红外消煮炉的加热孔中。 打开消煮炉上的所有加热开关进行消化，加热至微沸，关闭高档开关，继续加热。 消煮至溶液呈清彻淡蓝色，然后继续消煮 —，最后溶液呈蓝绿色，土呈灰白色，全部消煮时间约 85 一 90 min。 消煮完毕冷却，同时做两个试剂空白试验。 计算 a．氮含量计算 ： 土壤含氮量（ %） =(VV0)*N**100*ts/W （ V— 滴定试样时消耗的盐酸标准溶液体积， ml； V0 — 滴定空白时消耗的盐酸标准溶液体积， ml； N—盐酸标准 溶液的当量浓度 （此处为 ） ； W— 土壤样品重（用水分系数换算成烘干土重） g； — 氮的毫克当量 ； T3— 为分取倍数，滤液为 15ml，试验测定用了 5ml，因此处 ts为 3） b． 微生物氮计算 ： Nmic =EN／ KEN（ 式中 Nmic— 微生物量氮 质量分数， 1； EN— 熏蒸土样浸提的全 N 与未熏蒸土样之间的差值， （取上述 A 熏蒸和未熏蒸全氮的差值） ； KEN— 代表被氯仿熏蒸杀死的土壤微生物生物量碳在培养期间矿化为矿质态氮的比例，常取 （ ） ） 本章小结 在条件允许的情况下，我们充分利用有限的条件，使实验科学的进行。 在培养期间，我们时刻关注土壤的水分状况，让它始终保持稳定。 4 研究结果及分析 7 4 研究结果及分析 红松枫桦 林 Nmic 随月份的变化 图 1 红松枫桦 林 Nmic 随月份的变化 从 图 1 中可以看出 红松枫桦林 在五月份的时候， 0— 10cm 土壤微生物生物量氮很大，七 月份时已经很小 ，在七月到九月时，有个小幅度的上升，之后又开始小幅度的下降。 这可能是由于五月到七月时，红松枫桦林生长迅速，夺取微生物的养分，导致土壤微生物生物量氮大量矿化，转化成可供红松枫桦林吸收的有效氮。 红松椴树 林 Nmic 随月份的变化 图 2 红松椴树林 Nmic 随月份的变化 从 图 2 中可以看出 红松椴树 林在五月时 0— 10cm 土壤微生物 Nmic 很大，在五月到十月这个阶段里 红松椴树 林中土壤微生物生物量氮逐渐下降，且在七月到九月是降得最快。 这可能由于红松椴树林吸收有效氮物质比较匀速，没有红松枫桦林那样在短期内吸收有效氮物质比较快。 在七月到九月的时候，红松椴树林生长加快，导致土壤微生物生东北林业大学本科毕业论文 8 物量氮快速矿化为可供红松椴树林直接吸收的有效氮。 红松纯林 Nmic 随月份的变化 图 3 红松纯林 Nmic 随月份的变化 从图 3 中可以看出， 红松纯 林在五月份时， 0— 10cm 土壤微生物生物量氮很大，在五月到十月过程中逐渐减少，在十月份达到最低。 其中，五月到七月土壤微生物生物量氮下降的特别快 ，之后七月到九月缓慢下降，九月到十月更是趋于平衡。 这可能由于红松纯林在五月到七月期间吸收有效氮的速率相当快，导致土壤微生物生物量氮大量矿化为可供红松纯林直接吸收的有效氮。 三 种林型之间 Nmic 的比较 图 4 三种林型 Nmic 随月份变化的比较 从图 4 中可以看出红松纯林和红松枫桦林在五月到七月之间土壤微生物生物量氮下降的比红松椴树林快。 之后七月到十月之间，三林型变化幅度差不多，只是红松椴树林4 研究结果及分析 9 一直呈下降趋势，而红松枫桦林、红松纯林有一个先小幅度上升，之后又小幅度下降的过程。 表一 红松枫桦、红松椴树林的 方差分析表 差异源 SS df MS F Pvalue F crit 林型 月份 误差 总计 表二 红松椴树、红松纯林的方差分析表 差异源 SS df MS F Pvalue F crit 林型 月份 误差 总计 表三 红松枫桦、红松纯林的方差分析表 差异源 SS df MS F Pvalue F crit 行。