黄土地表藻类结皮形成的环境因素研究

论文摘要

黄土高原丘陵区是世界上水土流失最严重的地区之一,在黄土高原半干旱区局部地段生长的土壤藻类能在严重干旱缺水、营养贫瘠、生境条件恶劣的环境中生长、繁殖,通过其生活代谢方式影响并改变环境。当前,对于环境因子影响藻类结皮形成与生长的研究涉及较少,因此,研究环境因素对藻类结皮的形成及生长有着重要意义。本研究通过野外调查和室内培养相结合的方式对环境因子进行测定,评价藻类结皮对各种环境条件变化的适应能力。室内培养运用单因素实验和完全组合实验,分析了氮素水平、水分,温度,光照等对土壤藻类生长的影响,确定了土壤藻类培养的优化营养条件和环境条件。本研究旨在揭示环境因素对藻类结皮形成过程的影响,从而为水土流失的治理提供科学依据。主要研究成果如下:1.植被类型对土壤藻类结皮盖度和厚度的影响呈现出不同的规律性。植被类型不同,藻类结皮盖度不同,荒坡>樟子松林>油松林。但结皮厚度表现出相反的特点,即油松林>樟子松林>荒坡地。2.坡向对土壤藻类结皮分布有极显著影响,阴坡藻类结皮盖度和厚度均大于阳坡;坡度对藻类结皮盖度的影响差异不显著;但对结皮厚度有明显的影响,即平缓坡>缓坡>陡坡>极陡坡。3.地貌部位对土壤藻类结皮分布有明显影响,林地结皮盖度表现为坡上部>坡中部>坡下部,结皮厚度无显著差异。荒坡地上、中、下坡藻类结皮盖度和厚度差异不大。干扰程度对藻类结皮分布具有极显著影响,干扰程度弱,藻类结皮盖度和厚度均较大,反之则小。4不同水分处理下,以土壤最大持水量的100%供水时藻类盖度最大,达到40.7%,其次为80%供水、60%供水、40%供水。20%供水时由于严重水分亏缺,藻类基本不生长。不同水分条件下,60%供水比40%供水藻类盖度大70.2%,80%供水比60%供水藻类盖度大87.5%,100%供水比80%供水藻类盖度大33.3%。5.土壤藻类在25℃时生长最好,15℃时的生长明显受到抑制,而50℃时土壤藻类基本不生长。从生长趋势来看,35℃下的土壤藻类生长速度很快,30d的培养已达到生长最高点,而15℃下的生长较缓慢,但如果延长培养时间,其生长量还可以增加。室内培养土壤藻类最适生长温度为15～35℃。在不同光照培养下,以7000lx光照强度和以18h/d的光照时间对土壤藻类的生长最有利。6.氮素水平对土壤藻的生长影响显著,不同氮素培养时以CO(NH2)2盖度、密度和株高均最高,分别为55%、36株/cm2和4.2mm。不同浓度培养时,随着NaNO3浓度提高,生长速率逐渐增大,提高氮素的浓度能促进土壤藻类的生长。7.温度、pH值、氮磷比三因素不同水平完全组合试验条件下,土壤藻生长量达到最大时的条件是温度25℃、氮磷比16∶1、初始pH值设定为8.2。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 生物结皮及藻类概述
• 1.4 藻类结皮在水土流失治理中的作用
• 1.4.1 藻类结皮加强了黄土高原丘陵沟壑区土壤表面的抗侵蚀能力
• 1.4.2 藻类结皮有利于保持土壤水分
• 1.4.3 藻类结皮显著改善土壤的养分条件
• 1.4.4 藻类结皮为水土流失严重地区植被的恢复创造了有利条件
• 1.5 藻类结皮固土原理
• 1.6 国内外研究进展
• 1.6.1 国外研究概况
• 1.6.2 国内研究概况
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究区概况
• 2.1.1 研究区域
• 2.1.2 研究区水土流失情况
• 2.1.3 试验场概况
• 2.2 研究内容
• 2.2.1 藻类结皮的分布及影响因素研究
• 2.2.2 水分对土壤藻类生长的影响
• 2.2.3 温度对土壤藻类生长的影响
• 2.2.4 光照对土壤藻类生长的影响
• 2.2.5 氮素水平对土壤藻类生长影响
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 样地布设
• 2.3.2 调查内容
• 2.3.3 样品采集
• 2.3.4 测定项目与方法
• 2.3.5 藻类培养方法
• 2.3.6 数据处理
• 2.4 技术路线
• 第三章 黄土地表藻类结皮生态分布特征
• 3.1 植被类型对藻类结皮分布的影响
• 3.1.1 藻类结皮在不同植被类型下的分布特征
• 3.1.2 不同植被类型土壤含水量与藻类结皮的关系
• 3.2 坡向对藻类结皮分布的影响
• 3.2.1 藻类结皮在不同坡向的分布特征
• 3.2.2 不同坡向土壤含水量与藻类结皮的关系
• 3.3 坡度对藻类结皮分布的影响的影响
• 3.3.1 藻类结皮在不同坡度的分布特征
• 3.3.2 不同坡度土壤含水量与藻类结皮的关系
• 3.4 地貌部位对藻类结皮分布的影响
• 3.4.1 藻类结皮在不同地貌部位的分布特征
• 3.4.2 不同地貌部位土壤含水量与藻类结皮的关系
• 3.5 干扰程度对藻类结皮分布的影响
• 3.5.1 藻类结皮在不同干扰程度下的分布特征
• 3.5.2 不同干扰程度土壤含水量与藻类结皮的关系
• 3.6 小结
• 第四章 影响土壤藻类生长的生态因子
• 4.1 水分条件对土壤藻类生长的影响
• 4.1.1 水分条件对土壤藻类盖度的影响
• 4.1.2 水分条件对土壤藻类密度的影响
• 4.1.3 水分条件对土壤藻类株高的影响
• 4.2 氮素水平对土壤藻类生长的影响
• 4.2.1 氮素种类的影响
• 4.2.2 氮素浓度的影响
• 4.2.3 高浓度氨氮对土壤藻类生长的抑制作用
• 4.3 温度对土壤藻类生长的影响
• 4.4 光照对土壤藻类生长的影响
• 4.4.1 光照强度对土壤藻类生长的影响
• 4.4.2 光照时间对土壤藻类生长的影响
• 4.5 温度、pH 值、氮磷比三因素完全组合试验的土壤藻类生长的效应研究
• 4.6 小结
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介