生物土壤结皮定殖对土壤微生物和线虫的影响

Biological soil crusts (BSCs) play an important role in the dune fixation and maintaining soil biota as the important part of desert ecological system. Soil microorganisms and nematodes could be used as significant bioindicators to reflect soil recover regime. However, the relationships of BSCs with soil microorganisms and nematodes and the relationship of soil microorganisms with nematodes under crusts are rarely known at present. Sand dunes soil under crusts and disturbanced crusts was served as the object of this project in artificially revegetated desert areas at the southeastern edge of the Tengger Desert and natural vegetation areas. The temporal and spatial variations of soil microbial diversity, microbial biomass, soil enzymes, soil respiration and nematode communities under crusts and disturbanced crusts were studied in these regions to explore the influence of BSCs to soil microorganisms and nematodes. The method of combining field experiment with laboratory experiment was adopted to explore the relationship and interplay of microorganisms and nematodes. The researched results could indicate the effect of BSCs on soil quality and the function of BSCs in the ecosystem reconstruction to provide scientific basis for the restoration and management of degraded ecosystem.

作为荒漠生态系统的重要组成部分，生物土壤结皮对于沙丘的固定和维持土壤生物起着相当重要的作用。土壤微生物和线虫能敏感的指示土壤恢复的程度，而目前关于生物土壤结皮与土壤微生物和线虫关系及结皮下土壤线虫与微生物的关系研究很少。本项目以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区和天然植被区的生物土壤结皮和干扰结皮下的沙丘土壤为研究对象，研究结皮和干扰结皮下土壤微生物群落多样性、微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度和线虫群落的时空变化，揭示生物土壤结皮对其下土壤微生物和线虫的影响；采用野外试验和室内试验相结合的方法，揭示生物土壤结皮下土壤线虫与微生物之间的相互关系和相互作用；从而指示生物土壤结皮对土壤质量的影响，揭示生物土壤结皮在生态系统重建中的作用，为退化生态系统的恢复和管理提供科学依据。

作为荒漠生态系统的重要组成部分，生物土壤结皮对于沙丘的固定和维持土壤生物起着相当重要的作用。土壤微生物和线虫能敏感的指示土壤恢复的程度，而目前关于生物土壤结皮与土壤微生物和线虫关系及结皮下土壤线虫与微生物的关系研究很少。本项目以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区和天然植被区的生物土壤结皮和干扰结皮下的沙丘土壤为研究对象，研究结皮和干扰结皮下土壤微生物群落多样性、微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度和线虫群落的时空变化。研究表明：腾格里沙漠东南缘植被固沙区的藻-地衣和藓类结皮均可显著提高0-20cm土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性（p<0.05）；严重人为干扰结皮可显著降低土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性，指示了严重人为干扰结皮可导致荒漠区土壤质量下降；土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性也因结皮演替阶段的不同而有所不同，演替晚期的藓类结皮下土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性显著高于演替早期的藻-地衣结皮（p<0.05）；土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性与固沙年限存在显著的正相关关系，随着沙丘固沙年限的增加，结皮层增厚，结皮下土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性增加（p<0.05）；生物土壤结皮下土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性呈现显著的季节变化。因此，腾格里沙漠东南缘植被固沙区的生物土壤结皮提高了土壤微生物群落多样性、土壤微生物量、土壤酶、土壤呼吸强度、线虫多度和线虫群落的多样性，表明生物土壤结皮有利于荒漠区土壤和荒漠生态系统的恢复。