黄土丘陵沟壑区坡面尺度上微生物的空间分布规律_胡婵娟

第23卷第3期2009年6月

水土保持学报

Jour nal of Soil and W ater Conserv ation

Vo l.23No.3

Jun.,2009

　黄土丘陵沟壑区坡面尺度上微生物的空间分布规律＊

胡婵娟1,2,傅伯杰1,刘国华1,靳甜甜1,2,郭雷1,2

(1.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;2.中国科学院研究生院,北京100039)

摘要:通过对黄土丘陵沟壑区典型侵蚀环境下人工种植刺槐林的坡面上坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡趾5个不同

地形部位上的微生物生物量碳、氮及微生物的代谢活性和功能多样性进行测定和分析,探讨侵蚀环境下坡面尺度

上微生物的空间分布规律。研究结果发现,在侵蚀比较容易发生的坡肩位置,微生物的含量总体比较低,微生物

生物量碳在坡顶、坡背和坡脚位置含量比较高,微生物生物量氮在坡顶和坡背位置含量比较高。微生物的代谢活

性与微生物量没有表现出完全的一致性,0-10cm土层表现为坡肩和坡背的微生物代谢活性最高,和这两个位

置的微生物功能多样性较高比较一致,10-20cm土样微生物功能多样性较为一致,微生物的代谢活性与微生物

生物量的大小关系相对较为密切,表现为坡脚和坡背位置的代谢活性比较高。对于6种不同类型的碳源的利用,

0-10cm土壤的微生物对糖类物质的利用率最高,而10-20cm土壤的微生物对氨基酸类物质的利用率最高。

关键词:土壤侵蚀;土壤微生物;微生物多样性;黄土高原

中图分类号:S154.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2009)03-0148-05

Distribu tion of soil micro be on hill slope scale on th e hilly area of the Lo ess Plateau

H U Chan-juan1,2,FU Bo-jie1,LIU Guo-hua1,JIN Tian-tian1,2,GUO Lei1,2

(1.State K ey L aboratory o f Urban and Reg ional Ecology,Research Center f or Eco-Evironmental Sciences,

Chinese Academy o f Sciences,Beij ing100085;2.Graduate University of Chinese Academy of S ciences,Bei jing100039) A bstract:In o rder to under stand how soil micro be distribute on the hillslope under erosio n environm ent in the hilly area of the Loess Plateau,w e measured soil micro bial biom ass C,microbial biom ass N,comm unity-level sole carbon so urce utilizatio n and analysis soil microbial catabolic activity and functional diversity of summit, shoulder,backslope,fo otslo pe and toeslope.The results of this research w ere that the content o f soil micro-bial biomass w as low er o n sho ulder,soil microbial biom ass C w as higher on backslope and foo tslope,soil mi-crobial biomass N w as highe r on summit and backslope.In0-10cm,soil micro bial catabo lic activity w as different with soil microbial biom ass,it w as higher on sho ude r and backslope and co rrelated with soil micro-bial functional;in10-20cm,the difference of micro bial functional dive rsity am ong different slope po sitio n w as not significant and soil micro bial catabolic activity has so me similar with soil microbial biom ass and it w as higher o n foo tslope and backslo pe.For the utilization of different pattern carbon source,the carbohy-drate utilizatio n w as higher in0-10cm soil and amino phenol utilization w as hig her in10-20cm soil. Key words:soil ero sion;soil microbe;microbial dive rsity;Loe ss Plateau

黄土丘陵沟壑区地形支离破碎,是全国乃至全世界水土流失最为严重的地区[1]。水土流失的过程是水分,土壤以及养分在空间上重新分配的过程,在土壤侵蚀比较严重的地方,由于土壤以及径流水分和泥沙中携带的营养物质的大量流失,造成土壤质量的下降,土地的退化以及生产力的急剧下降。相对于侵蚀区来说,堆积区内由于营养物质的不断累积,为植物和土壤生物的生长提供了更良好的环境。研究不同侵蚀程度的区域下土壤养分及土壤微生物的变化规律,能够更好的理解水土流失过程及其对土壤生态系统的影响。对于水土流失过程中有机质,氮素等营养物质以及土壤水分的变化及迁移规律在坡面和小流域都有一定的研究[2-4],但对于侵蚀环境下微生物特别是微生物的空间分布上研究较少。

土壤微生物是土壤有机质和土壤养分(C,N,P,S等)转化和循环的动力,它参与有机质的分解、腐殖质的形成、养分的转化和循环的各个生化过程,在土壤生态系统的能量流动和养分转化中起着很重要的作用[5],而且对于土壤质量的变化反应灵敏,通过侵蚀环境下微生物在坡面上的空间分布特征的研究,能更好的理解坡面尺度上水土流失的过程对土壤生态系统的影响。本文以黄土丘陵沟壑区人工种植刺槐林的坡面为研究对象,

＊收稿日期:2009-03-07

基金项目:国家重点基础规划发展项目(2007C B407205);国家“十一五”支撑项目(2006BAC01A01)

作者简介:胡婵娟(1981-),女,博士研究生,从事景观生态学和植被恢复研究。E-mail:huchan juan1981@

DOI:10.13870/ ki.stbcxb.2009.03.030