喀斯特峰丛洼地土壤微生物空间分布格局及其形成机制

峰丛洼地景观异质性高、生态环境脆弱、人为干扰强、石漠化现象严重，是西南喀斯特生态治理和恢复重建难度最大的地区。土壤微生物是地球生物演化进程中的先锋种类，具有重要的生态恢复功能，但空间分布格局是否存在的争议很大。本项目基于4个典型研究区域内7个代表型生态系统类型动态监测样地（1.2 公顷/块）的系统调查和分析，研究喀斯特峰丛洼地土壤微生物生物量、种群数量的空间分布格局和微生物群落多样性的垂直分异特征，用主成分分析方法找出影响土壤微生物空间分布格局的主要因子，用典型相关分析揭示土壤微生物、植被、地形、土壤环境之间的耦合关系，用除趋势典范对应分析阐明土壤微生物沿生态环境梯度的分布，用因子分离分析量化植被、地形、土壤环境、气候、干扰等对土壤微生物空间分布的贡献率，从而明确土壤微生物空间分布格局的形成机制，丰富微生物生物地理学理论，指导喀斯特峰丛洼地脆弱生态系统植被的迅速恢复和生态重建。

峰丛洼地景观异质性高、生态环境脆弱、人为干扰强、石漠化现象严重，是西南喀斯特生态治理和恢复重建难度最大的地区。土壤微生物是地球生物演化进程中的先锋种类，具有重要的生态恢复功能，但空间分布格局是否存在的争议很大。本项目基于典型研究区域内不同植物群落、不同退耕还林还草模式辅助性样方和典型森林生态系统动态监测样地的系统调查与分析，获得结论如下：.1）喀斯特峰丛洼地常绿落叶阔叶混交林、云贵高原喀斯特坡耕地土壤微生物量均存在空间分布格局，前者表现为中等空间相关性，后者为强烈的空间自相关。前者的MBC、MBN的空间分布具有很高的相似性，呈凸型片状分布，坡中含量高且向两边递减；MBP表现为明显不同的分布格局，其在坡中上位和洼地含量较高；MBC/MBN呈相反的凹形零星斑块状分布。后者MBC、MBN和MBC/MBN的高值区分布在坡的中上部，MBP的高值区则在坡的中下部和坡脚。.2）喀斯特峰丛洼地4类典型生态系统，四季的AWCD图在24～120小时的斜率最大，表明在此时间段，土壤微生物生长最为迅速；同一生态系统沿坡面没有出现预期的沿海拔规律的变化，不同生态系统土壤微生物碳代谢强度出现的坡位不同；同一生态系统在四季的土壤微生物碳代谢多样性虽然不同，但规律不明显。.3）森林生态系统及各群落类型土壤微生物AWCD值均随培养时间的延长而增大，随土层深度增加而降低。不同植物群落对土壤微生物多样性指数影响不大。在六类碳源中，土壤微生物能很好利用胺类、酚酸类以及多聚物类碳源。.4）不同退耕还林还草模式土壤微生物种群数量组成不同，除任豆模式外均能提高土壤微生物总数量、土壤微生物量碳；土壤MBC与细菌数量的关系最相关，其次为MBC与放线菌数量，再次为MBN与真菌数量；不同退耕还林还草模式(除桂牧1号模式外)均显著或极显著增加了土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性。.本项目执行期间，发表论文30篇，其中SCI/EI 5篇；培养研究生8名；申请专利5项，授权3项，超额完成了各项研究目标。.建议：景观、区域较大尺度上土壤微生物是否存在空间分布格局需要验证，土壤微生物与植物的互作机制值得深入研究。