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黑河上游不同植被类型土壤细菌群落多样性、功能及季节动态
引用本文:王竹,刘扬,王芳,王义成.黑河上游不同植被类型土壤细菌群落多样性、功能及季节动态[J].环境科学,2023,44(11):6339-6353.
作者姓名:王竹  刘扬  王芳  王义成
作者单位:中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC0408103);流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放研究基金项目(2016TS01);湖南省科技重大专项(2018SK1010);水利部行业科技计划项目(126301001000160014-2)
摘    要:土壤微生物群落与植物群落间的作用机制是探究生物地球化学循环过程和维持植被生态系统稳定的关键.黑河上游植被的垂直分布特征明显,选取垫状植被(CV)、灌丛草甸(HM)、森林草原(FS)、山地干草原(MS)和荒漠草原(DG)共5种典型植被样地,运用高通量测序技术分析冬、夏季不同植被类型土壤细菌的群落结构和多样性,基于FAPROTAX数据库进行群落功能预测,运用冗余分析、结构方程模型探讨驱动土壤细菌群落的主要环境因子,并揭示细菌群落变化的作用机制与季节差异.结果表明:①不同植被类型和季节下土壤理化性质差异显著,各指标随土壤深度的变化规律不同,森林草原(FS)的土壤含水率和碳氮养分含量更高;②细菌群落α-多样性指数在季节间的差异(P<0.05)大于植被类型(P>0.05),冬季群落丰度整体高于夏季,物种多样性在冬季随海拔呈"倒U "型分布,夏季呈" W"型分布;③细菌群落结构和组成在门水平上无显著差异,优势种群为酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),但在属水平上随季节有明显不同;④土壤细菌群落的功能随植被类型和季节变化较小,均以化能异养、硝化和氨氧化作用为主;⑤影响细菌群落的关键因子存在季节差异,冬季为土壤温度(ST)、总有机碳(TOC)和pH,夏季为土壤含水率(SWC)、碳氮比(C/N)和pH;⑥土壤细菌群落受彼此关联的环境因子的协同作用,土壤理化性质对细菌群落多样性和功能的影响较植被类型更直接,改善土壤的碳、氮水平有助于提升细菌的物种和功能多样性.研究结果可为探索区域植被退化机制和维持高寒生态系统稳定提供参考.

关 键 词:土壤细菌群落  功能预测  植被类型  季节差异  黑河上游
收稿时间:2022/10/28 0:00:00
修稿时间:2023/1/14 0:00:00

Effects of Vegetation Types and Seasonal Dynamics on the Diversity and Function of Soil Bacterial Communities in the Upper Reaches of the Heihe River
WANG Zhu,LIU Yang,WANG Fang,WANG Yi-cheng.Effects of Vegetation Types and Seasonal Dynamics on the Diversity and Function of Soil Bacterial Communities in the Upper Reaches of the Heihe River[J].Chinese Journal of Environmental Science,2023,44(11):6339-6353.
Authors:WANG Zhu  LIU Yang  WANG Fang  WANG Yi-cheng
Institution:State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China
Abstract:
Keywords:soil bacterial community  function prediction  vegetation types  seasonal dynamics  the upper reaches of the Heihe River
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