不同放牧方式下甘南高寒草甸土壤微生物群落变化特征及其影响因素研究.pdf

摘要

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放牧作为一种利用自然资源的畜牧业形式，对草地生态系统和农业经济都有

着深远的影响。土壤微生物在土壤生态系统中占据着极其关键且活跃的地位，它

们在保持生态系统功能和推动可持续发展上起着至关重要的作用。土壤微生物的

群落构成和多样性在某种程度上可以揭示土壤生态系统的变化。甘南青藏高原其

独特的高寒草甸生态系统在全球气候变迁、生物多样性的保护以及水资源供应方

面，有着不可或缺的作用。然而，青藏高原高寒草甸也有其脆弱性，易受到环境

变化的影响。本研究探讨了青藏高原高寒草甸放牧对植物群落、土壤理化性质以

及酶活性和土壤微生物群落的影响，并分析了这些因子之间的相关性，旨在为高

寒草甸制定合理放牧方案和维持生态系统稳定性提供有力的理论支持。

本研究以甘南高寒草甸的草场为研究对象，设置围封、夏季放牧、冬季放牧

和全年放牧4种放牧方式下，研究4种放牧方式影响下，草场的植物群落、土壤

理化性质、酶活性和土壤微生物群落的变化，通过磷脂脂肪酸法(PLFA)对土壤

微生物群落结构进行深入研究，分析在4种放牧方式下，土壤微生物群落结构的

变化特征，并利用Manteltest分析、方差分解分析、相关性分析和结构方程模型

等方法综合分析探究土壤微生物群落对植物群落和土壤环境因子的响应，分析影

响土壤微生物群落的关键因子，试图阐明高寒草甸不同放牧方式下土壤微生物群

落结构的变化机制，为探究放牧方式对土壤质量的影响和牧场管理提供理论依据。

研究得到的主要结果如下：

(1)不同的放牧方式下，草场优势种不同，其重要值也不同，嵩草是4种放牧

方式(围封、夏季放牧、冬季放牧和全年放牧)的优势种，其在围封地的重要值最

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高。在植物群落方面，围封、夏季放牧、冬季放牧、全年放牧种放牧方式影响

下，植被高度普遍降低，植被盖度先增后减，地上生物量降低的变化趋势。对土

壤环境因子的影响表现为土壤pH呈上升趋势，土壤含水量和土壤容重的变化趋

势相反，前者减少，后者增加。土壤养分方面，放牧活动导致土壤有机碳和全氮

含量下降，而全磷含量则有所增加。此外，放牧能在一定程度上提高土壤中脲酶

和过氧化氢酶的含量。

(2)4

围封、夏季放牧、冬季放牧、全年放牧种放牧方式对土壤微生物生理指

标的影响为土壤基础呼吸和诱导呼吸呈现先增大后减小的趋势，夏季放牧的值最

大；土壤微生物生物量碳呈现先增大后减小的趋势，夏季放牧的值最大；土壤微

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生物代谢熵呈现先减小后增大的趋势，全年放牧的值最大。在种放牧方式下，

土壤中总PLFA含量和细菌含量先增后减，真菌含量持续增加，而放线菌、革兰

氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的含量则有所减少。特征比值细菌/真菌(B/F)先降

后升，革兰氏阴性细菌革兰氏阳性细菌/(GN/GP)则持续下降。

(3)放线菌与植物高度、地上生物量、pH、土壤含水量和土壤容重显著正相

关(P＜0.01)，细菌与植物盖度、地上生物量、土壤含水量和土壤容重显著正相关

(P0.01)(P0.01)

＜，真菌与地上生物量、土壤含水量和土壤容重显著正相关＜，革

兰氏阴性细菌与植物高度、地上生物量、土壤含水量和土壤容重显著正相关(P＜

0.01)，革兰氏阳性细菌与地上生物量、土壤含水量和土壤容重显著正相关(P＜

0.01)，总磷脂脂肪酸含量与植物盖度、地上生物量、土壤含水量和土壤容重显著

正相关(P＜0.01)。单因素下土壤容重对B/F的解释度最大，为27.22%，多因素

下土壤容重和土壤含水量的共同解释度最大，为5.01%，地上生物量、土壤容重

和土壤含水量三