降水处理对南亚热带季风林土壤微生物群落结构的影响

全球变暖导致降水格局的变化,进而影响到土壤碳排放与土壤环境特征,土壤微生物群落结构是反映这一变化的有效早期响应指示。以南亚热带鼎湖山季风常绿阔叶林(季风林)土壤为对象,探讨降水变化对不同土壤层土壤微生物群落的影响,试验设置3种降水变化处理(年降水量不变但降水次数增加、减少50%降水量、自然降水),采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术提取土壤微生物含量。结果表明:(1)不同降水处理对同一土层土壤微生物总PLFAs量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放线菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量影响不显著(P0.05);(2)0~10 cm土层中,土壤微生物细菌(革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)、真菌、放线菌和丛枝菌根真菌的相对丰度值差异不明显,说明不同降水处理条件下,该层土壤微生物群落结构较为相似;(3)10~20 cm土层中,不同降水处理对细菌(革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)的相对丰度产生明显的影响(P0.05);(4)在所有试验处理中,土壤p H作为一个重要的影响因子,与土壤微生物总PLFAs量成极显著负相关关系(P0.01)。     

城市化对土壤微生物群落结构的影响

随着城镇化的推进,中原农业区大量的农业用地转变为城市用地,受城市化过程中人为活动的强烈影响,与城市化有关的土壤质量问题日益突出。而土壤质量与土壤微生物密切相关,后者对环境变化比较敏感,它能够较早地指示生态系统功能的变化,并反映出土壤的质量和健康状况。因此,研究土地利用方式的变化对土壤微生物的影响是评价土壤环境质量的重要指标。以"中部崛起"六省中城镇化率增长最快的地区之———河南省商丘市为例,采用以空间梯度代替时间顺序的方法,以城市建成区、城市外围的郊区及农田为研究对象,分别测定不同城市化水平下土壤微生物的数量和组成,研究土壤由农业用地转变为城市用地过程中,土壤微生物群落结构的变化。以城市中心为起点,分别在东、南、西、北四个方向上取样,在同一方向上沿城区—郊区—农田梯度上进行取样。采用平板涂抹计数法测定土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。结果表明,农田、郊区和城市土壤微生物总数分别为14.68×106 cfu·g-1、8.19×106 cfu·g-1和10.99×106 cfu·g-1,即城市化使土壤中微生物总数量减少;同时,土壤微生物的组成和比例结构也发生变化,其中,城市建成区土壤中细菌和真菌所占微生物总数的比例高于郊区和农村,而放线菌在农村占的比例高于城市建成区和郊区。城市建成区不同用地类型下土壤微生物总数的变化趋势为公园校园居住区道路,其中,细菌占微生物总数的比例在公园土壤中最大,而放线菌和真菌则相反,二者占微生物总数的比例在道路土壤中最大,在公园土壤中比例最小。土壤微生物数量和组成的这些变化反映出土地由农业用地转变为城市用地过程中,土壤质量和健康状况及生态系统功能的变化,可以为评价土壤环境质量及土壤管理提供参考依据。     

青霉素对土壤微生物群落结构的影响

利用Biolog-ECO技术分析不同青霉素浓度处理下土壤微生物的群落代谢活性及结构多样性,利用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术分析典型微生物群落结构变化情况,探讨青霉素对土壤微生物群落的生态毒理效应。主成分分析(PCA)结果表明,高浓度青霉素(400和800 mg·kg-1)处理能快速诱导土壤中以酚酸类化合物为碳源的微生物菌群富集。DGGE结果显示,在高浓度青霉素(800 mg·kg-1)胁迫初期,土壤中微生物多样性指数(Shannon-Wiener index)显著降低(P0.05);7 d后,主要微生物群落结构随土壤中青霉素降解又逐渐恢复。     

长白山森林不同演替阶段土壤微生物群落结构

森林生态系统是陆地生态系统中最为重要的类型之一,土壤微生物是森林生态系统的主要调节者。随着森林演替的正向进行,地上植物类型和多样性的改变会造成土壤微生物群落结构组成的差别。为了深入探究长白山森林不同演替阶段的土壤生物学特性,为长白山地区森林资源的可持续发展提供理论数据,本研究选取长白山年龄为30年、70年、300年的森林样地,分析了长白山森林不同演替阶段土壤理化性质和微生物群落水平上的演变规律。结果表明,不同演替阶段土壤微生物群落结构存在差异,70年与30年和300年相比具有明显的变化,70年的土壤微生物总PLFAs含量以及多样性均显著高于300年,且土壤微生物群落结构受到土壤pH和土壤养分含量的显著影响。     

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

土壤微生物是森林生态系统中重要的分解者,参与生物圈的物质循环和能量流动,对温度变化响应较为敏感。以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,基于野外增温实验平台,采集0-10 cm和10-20 cm土层的土壤样品,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法并结合土壤理化性质的监测,探究气温上升对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)增温处理使0-10 cm和10-20 cm土层月均温分别显著上升1.24℃和1.17℃,土层湿度变化不显著;(2)增温显著增加了土壤硝氮含量,但对其他理化性质作用不明显;(3)增温组土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(C/N)以及微生物总磷脂脂肪酸含量与对照组差异不显著;(4)增温显著改变了土壤微生物群落结构,使细菌相对丰度、细菌真菌之比(B/F)以及革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌之比(G~+/G~-)显著增加,降低了真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度;(5)进一步分析表明,土壤硝态氮和有机碳是影响土壤微生物群落结构变异的主要因子,两者共同解释了微生物群落结构60.5%的变异度。以上研究结果表明,尽管增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物生物量作用不明显,但可通过对土壤硝氮和土壤有机碳含量的影响引起土壤微生物群落结构及其相对丰度的改变,微生物群落结构和相对丰度的变化又将通过影响微生物对土壤碳氮的同化作用,最终影响土壤的碳氮过程。     

马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响

采用BIOLOG技术,研究马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响。研究发现：连作土壤湿热灭菌后,细菌、放线菌及微生物总量都明显升高,真菌数量显著降低。连作土壤添加马铃薯残茬后,细菌数量降低,真菌数量增加。连作土壤中微生物对多聚化合物和碳水化合物的利用能力较高;湿热灭菌后,土壤微生物对6类碳源的利用率有升有降,表现为对羧酸类化合物、芳香化合物的利用率升高,对多聚化合物、碳水化合物、氨基酸、胺类化合物的利用率降低,微生物丰富度和均匀度降低。土壤病源微生物可能是马铃薯连作障碍发生的原因之一。     

林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响

植被和土壤微生物是生态系统的重要组成部分,研究二者之间的联系对森林经营管理和生态恢复实践具有重要的指导意义.目前相关研究主要集中于乔木层对土壤微生物的影响,林下植被层对土壤微生物的潜在作用常被忽视.本文从林下植被对土壤微生物群落组成与结构的影响及其作用机理两个方面进行总结:(1)林下植被对土壤微生物有重要的影响,其作用结果有正面、负面和没有影响几方面;(2)作用途径为通过分泌物和凋落物归还的质与量等直接影响土壤微生物群落结构和组成,也通过影响土壤微气候环境、土壤营养有效性和p H、改变乔木层和其他土壤微生物类群而间接影响土壤微生物;(3)在林下植被对土壤微生物影响的研究中,试验方法多采用磷酸脂肪酸(PLFA)法,而最新土壤微生物的测定方法(如高通量测序等)应用较少.今后林下植被影响土壤微生物群落的研究重点在于(1)提高土壤微生物测定方法的准确性;(2)扩展研究方向;(3)与应用方面相联系.     

兽药抗生素对土壤微生物群落的影响

兽药抗生素广泛应用于畜禽养殖业,用于预防、治疗动物疾病及促进动物生长。然而,养殖过程中使用的抗生素不能被动物完全吸收,其中40%～90%以母体或其代谢物的形式排出动物体外并随畜禽粪便进入土壤环境,对土壤微生物群落结构和功能产生影响。在汇总了畜禽粪便和土壤中兽药抗生素的残留特征之后,概述了抗生素对土壤微生物群落结构和功能的影响以及微生物产生的污染诱导群落耐性。重点探讨了抗生素微生物毒性的影响因素和近年来对微生物共耐性方面的研究,并对未来的研究方向及目标提出了建议。     

黄河三角洲湿地土壤微生物群落结构分析

采用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术和16S rDNA克隆文库的方法,分析了黄河三角洲滨海湿地土壤不同深度细菌和古菌的群落结构.研究表明,随着深度的增加,细菌群落的多样性下降,而古菌群落多样性则有上升的趋势,且土壤的细菌和古菌群落结构都呈现出规律的层状分布.该土壤包括各种硫酸盐还原菌、产甲烷古菌、光合细菌等丰富的细菌和古菌资源.图5参27     

中亚热带不同森林类型对地表径流磷动态的影响

磷是亚热带森林生产力的主要限制因子之一,其随地表径流的输出是森林磷流失的重要途径,且可能受不同森林类型的显著调控,但缺乏必要关注.着眼于中亚热带不同类型森林的地表径流,分析米槠(Castanopsis carlesii)人工幼林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工幼林、米槠次生林及杉木人工成熟林对地表径流总磷浓度及输出的影响,为深入认识亚热带森林磷迁移过程及有效森林经营提供一定科学基础数据.结果显示：(1)不同森林类型的地表径流产流量大小为米槠人工幼林(1 506.06±5.18 m³/hm²)>杉木人工幼林(971.56±2.88 m³/hm²)>米槠次生林(552.85±2.45 m³/hm²)>杉木人工成熟林(468.83±1.81 m³/hm²);(2)不同森林类型地表径流总磷浓度之间存在显著差异,表现为米槠次生林(0.239±0.093 mg/L)>杉木人...     

中亚热带丝栗栲次生林群落高度级结构分析

以高度级为参考坐标，应用衡量优势种群及群落结构动态的失稳率、群落垂直空间的分享度、α—多样性及群落高度级梯度β—多样性等指标对中亚热带丝栗栲次生林群落高度级结构特征及其动态进行分析评价。结果表明：丝栗栲群落及其优势种群个体数、群落物种数和种对级的分享度随高度级增加都呈下降趋势；各高度级物种数和个体数呈明显的正相关关系；级间失稳率显示，群落在第2、3、6、7高度级呈增长趋势，第4、5高度级呈衰退趋势，群落整体具有增长性结构；群落随高度级形成丰富度指数(dMa)、Shannon—Wiener指数(H)逐渐降低，均匀度指数(J)先增后减的变化趋势；随高度级梯度的增加，群落相邻高度级间Whittaker指数(βw)呈上升趋势，而Mofisita—Horn指数(CMH)呈不规则地跳跃式变化，表现了共有种在群落不同高度级的数量差异。图3表2参15。     

土壤结构和植被对土壤微生物群落的影响

土壤微生物是土壤中最活跃的组成部分,直接或间接参与成土过程、有机质分解、养分循环、植物根系对土壤的资源吸收、种子萌发等生态学过程,对陆地生态系统功能具有重要作用.在人类活动日益加剧的驱动下,土壤结构和植被类型变化及其交互作用对土壤中微生物群落结构和功能产生了多方面的效应,揭示其机理可为生态系统管理、生态恢复、农业发展提...     

不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物群落结构的影响

为了解不同有机肥处理对紫色土的改良效应,以福建宁化县紫色土水土侵蚀区26年生油茶人工林土壤为对象,采用高通量测序技术对天然物料有机肥、有机无机复合肥、禽畜粪便有机肥共3种有机肥以及不施肥处理下的土壤微生物多样性和群落结构组成进行了研究,并进一步分析土壤理化性质与微生物群落多样性和微生物群落结构的相关性.结果表明:3种有机肥处理下的土壤细菌和真菌群落多样性总体高于不施肥处理;在3种有机肥处理中有机无机复合肥处理下的土壤多样性指数较高;在细菌门水平分类上,3种有机肥处理下,尤以有机无机复合肥处理下的土壤中变形菌门、浮霉菌门、放线菌门和硬壁菌门具有较高相对丰度,而不施肥处理下的土壤中酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度相对较高;在真菌门水平分类上,相较于不施肥处理,3种有机肥处理下的土壤中子囊菌门的相对丰度较高,担子菌门的相对丰度相对较低;变形菌门和酸杆菌门为土壤优势细菌类群,子囊菌门和担子菌门为土壤优势真菌类群;CCA分析所提取的两个主成分分别解释了土壤微生物群落结构门水平60.08%和19.74%的变异,其中土壤容重、自然含水率和全钾含量是影响土壤微生物群落结构变化的重要因子,细菌和真菌多样性指数与土壤自然含水率、容重、pH和全氮含量等土壤环境因子具有显著相关关系.本研究在微生物水平上阐明了不同有机肥处理下的紫色土区土壤生态质量差异,3种有机肥处理尤以有机无机复合肥对紫色土油茶林土壤具有较佳的改良效果.(图8表3参38)     

氮沉降增加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是草原土壤生态系统的重要组成部分。为研究氮沉降增加对草原土壤微生物群落结构的影响,以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,开展连续6年(2010—2015年)模拟氮沉降试验,以N计算,设置:N0(0 kg·hm~(-2))、N50(50kg·hm~(-2))、N100(100 kg·hm~(-2))、N150(150 kg·hm~(-2))和N300(300 kg·hm~(-2))5个处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定0~10 cm土壤特征微生物PLFA生物标记数量并探讨土壤微生物群落结构对氮沉降的响应。结果表明:随氮添加量增大,土壤微生物总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性细菌PLFAs、革兰氏阴性细菌PLFAs和放线菌PLFAs含量呈先升高后降低的趋势,均以N100(100 kg·hm~(-2))处理最高。土壤微生物群落PLFA标记的主成分分析显示,不同氮添加下土壤微生物PLFA标记有显著差异。相关分析表明,土壤革兰氏阳性菌、放线菌PLFA含量、G~+/G~-与土壤p H值呈显著负相关,土壤微生物总PLFAs、土壤细菌PLFAs、革兰氏阳性菌PLFAs、革兰氏阴性菌PLFAs、放线菌PLFAs和饱和脂肪酸PLFAs含量均与土壤速效磷含量呈显著正相关。综合研究表明,连续6年氮添加改变了贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构,土壤p H值和土壤速效磷含量是驱动这种变化的主要因素。     

蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响

以不同质量分数Zn污染高沙土为材料,研究在重金属污染土壤中,蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响。试验结果表明:Zn的加入使土壤蔗糖酶、脲酶活性降低,而对磷酸酶活性没有影响,加Zn量在300mg·kg-1以下时对微生物量碳有促进作用,高于该水平则表现为抑制作用。接种蚯蚓后,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高,除各别处理外均达到显著差异,真菌数量没有变化;土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高(p<0.05),随土壤Zn污染质量分数变化,蚯蚓对三种酶活性的影响趋势不同。蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解了重金属对酶的抑制作用。试验结果还表明蚯蚓活动显著提高了各处理土壤的NO3--N含量,相关散点图显示NO3--N含量和植物地上部生物量,地上部Zn质量分数及植物地上部Zn吸收总量间都有明显相关性(r=0.517,r=0.532,r=0.607)。试验初步验证了蚯蚓对Zn污染土壤中微生物和酶活性的改善作用。     

微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能的影响

微塑料作为一种新污染物普遍存在于各类环境介质中,土壤环境中的微塑料污染已受到全球的广泛关注。该研究围绕农田土壤中微塑料污染这一主题,在总结分析国内外最新研究进展的基础上,综述了微塑料对农田土壤理化性质、土壤微生物生物量以及微生物群落结构与功能的影响。通过农业活动等途径进入农田土壤的微塑料会在非生物和生物作用下发生风化和降解,并对土壤理化性质、养分循环和污染物相互作用产生影响,进而影响微生物生物量、微生物群落结构与多样性、土壤酶活性,以及碳、氮循环和污染物降解等土壤生物地球化学过程,且微塑料对上述指标的影响与微塑料自身性质、土壤类型和暴露条件等多种因素有关。最后,对未来土壤微塑料的研究方向做了展望,以期为后续研究提供参考和思路。     

人类干扰对五台山森林群落结构的影响

为识别人类干扰对森林群落结构的影响,以五台山旅游活动干扰区以及非干扰区为研究区域,通过样方设置及生态学调查取样,从植物种科属特性、生活型、生态型以及群落结构等方面探讨两个不同研究区域森林群落的生态差异.结果表明:(1)旅游干扰区出现的属和植物种数明显大于非干扰区.(2)两个不同研究区域植物属和种均是温带分布类型所占比例最高,且旅游干扰区植物种区系成分相对复杂.(3)高位芽植物在非干扰区占优势,比例最高达75%,地上芽、地面芽和一年生植物在干扰区占优势;中生植物在两个不同区域中均占有明显生态优势.(4)从群落Ⅰ-Ⅷ,生境质量逐渐提高,灌木层发生"从有到无"的变化.从群落Ⅸ-XIII,植被向顶级群落演替,灌木层发生"从有到无"的变化. 21个主要生态优势种在两个不同区域均呈现集群分布特性.(5)两个不同研究区域群落间存在明显生态差异.总体来说,过度旅游活动导致森林群落生境质量有一定程度的下降,但适度干扰却使植物种丰富度增加.(图4表5参65)     

生物炭对土壤中微生物群落结构及其生物地球化学功能的影响

生物炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质,具有改善土壤理化性质、调控营养元素循环、防治重金属、多环芳烃等污染物迁移转化等功能,因此,在土壤改良与修复领域具有较好的应用前景。但是,生物炭的施用将对土壤中的微生物群落结构组成带来影响,从而改变整个生态系统的物质循环过程。本文综述了近年来国内外有关生物炭对土壤微生物分布影响的研究进展,探讨了生物炭对土壤微生物生长代谢的作用机制,阐述了生物炭对于微生物主导的土壤生物地球化学过程产生的影响作用。相关研究发现,土壤总微生物生物量在生物炭施用后或增加,或不变,或呈现下降趋势;不同种类微生物对于生物炭的响应非常复杂,从而呈现出各异的土壤微生物群落结构组成。生物炭对微生物生长代谢的影响源于改变p H环境、影响水分分布、调节养分循环等多种机制的协同作用,而生物炭在对环境物质的吸附以及对微生物的直接吸附方面扮演着重要角色。同时,生物炭对于土壤微生物群落结构组成的影响还会随着时间的推移而发生变化。生物炭对土壤中微生物分布的改变还会进一步影响微生物的生物地球化学功能,对温室气体排放、碳氮循环和有机污染物降解等生物地球化学过程产生重要影响。因此,有待开展更多关于生物炭对于土壤微生物分布及其生态功能的影响的深入研究,以期更全面地评价生物炭对土壤环境质量的影响作用,为生物炭的实际应用提供依据。     

间作与接种AMF对连作土壤微生物群落结构与功能的影响

为了探明间作种植模式和接种AMF对连作土壤的影响,试验选取马铃薯连作10年土壤为基质,采用两因素随机区组盆栽实验设计,研究间作及接种AMF对连作土壤微生物群落结构及功能的影响。结果表明：在不同间作模式及AMF接种后,连作土壤微生物群落结构、功能均有不同程度的差异。间作调控后马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理土壤细菌比例最高,放线菌次之,真菌最低;Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）比对照高36.77%。间作并接种AMF（Gloumus etunicatum）后,土壤微生物功能多样性增强,土壤真菌的比例上升,细菌、放线菌的比例下降;马铃薯｜｜蚕豆、马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆土壤孢子密度与其他处理有显著差异（P〈0.05）;马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理在培养96 h后的平均颜色变化率（AWCD）值比单作高48.96%。各处理土壤根际微生物群落在2种方式的调控下对碳水化合物、氨基酸碳源利用强度较高,对芳香化合物的利用能力较弱;调控后碳源利用类型开始从碳水化合物、胺类化合物向胺类化合物和多聚化合物利用类型转变。间作调控和AMF调控对土壤微生物群落功能多样性的增加可能存在一定的叠加效应。土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是多种因子综合作用的结果。