鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分及微生物多样性研究

土壤养分和微生物对环境变化十分敏感,能快速对土壤生态变化作出反应。分析土壤养分和微生物对不同碳源利用能力的差异,明确鄱阳湖湿地土壤微生物群落变化特征,对中国湿地健康状况评价及可持续利用具有重要意义。基于2014-2017年对鄱阳湖湿地不同植物群落(沉水植物区、湿生植物区、挺水植物区、湖滨高滩地)土壤生境的调查数据,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)系统研究土壤微生物多样性群落特征。鄱阳湖湿地不同植物群落土壤养分和有效养分基本表现为沉水植物区湿生植物区挺水植物区湖滨高滩地。鄱阳湖湿地不同植物群落土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性表现为沉水植物区湿生植物区挺水植物区湖滨高滩地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,碳水化合物和羧酸类碳源是鄱阳湖湿地不同植物群落土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(D_s)和碳源利用丰富度指数(S)总体以沉水植物区为最高,湖滨高滩地最低,优势度指数在鄱阳湖湿地不同植物群落差异不显著(P0.05)。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1、主成分2分别能解释变量方差的63.152%和15.174%,在主成分分离中起主要贡献作用的是胺类和氨基酸类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤养分之间呈正相关,与pH呈负相关,而土壤全碳和全氮含量对土壤微生物多样性贡献较大,是土壤微生物群落功能多样性差异的主要影响因子。物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)与土壤养分各指标的相关系数绝对值均高于优势度指数(D_s),说明土壤养分对土壤微生物群落优势度指数的影响作用较小。     

海南东寨港红树林土壤微生物功能多样性

为探讨微生物在红树林湿地生态系统中的作用,采用Biolog-ECO微平板技术分析东寨港红树林土壤微生物功能多样性在不同月份的变化特征.结果表明:红树林土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)值12月份最高,4月份最低.Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数在2月份差异极显著.对6类碳源的利用差异显著(P0.5),其中12月利用率最高,1月最低.氨基酸利用率最高,羧酸类利用率最低.主成分分析(PCA)表明,在31种因子种提取的2个主成分因子,分别可以解释所有方差变量的49.26%和22.26%,碳水化合物和氨基酸类为对PC1和PC2起分异作用的敏感碳源.红树林生态系统中,土壤微生物功能多样性随着时间尺度的变化而变化.说明红树林生态系统生物多样性丰富,蕴藏着丰富的微生物资源.     

基于Biolog指纹解析黑土滩退化草地土壤微生物群落特征

黑土滩草地退化不仅体现在植被群落特征的退化,同时也体现在土壤微生物群落结构和功能的退化。为明确不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落的空间异质性,探究植被与土壤微生物对黑土滩草地退化的响应规律,利用样方调查法和Biolog-ECO微平板法,分析了青海省海北州野牛沟乡、果洛州大武镇及玉树州巴塘乡3个地区黑土滩退化草地的植被群落特征及土壤微生物群落多样性特征。结果表明,(1)黑土滩退化草地毒杂草化,优良牧草成为群落偶见种。3个地区植被群落组成存在差异:大武地区植物物种丰富度最大,为16.25,野牛沟次之,巴塘最小;植被优势度指数、多样性指数和均匀度指数均为野牛沟大武巴塘;地上生物量和0-10 cm土层地下生物量均为大武地区最大,巴塘次之,野牛沟最小,三者间均存在显著差异(P0.05);大武和巴塘地区10-20 cm土层地下生物量显著大于野牛沟地区(P0.05)。(2)黑土滩退化草地土壤微生物在0-10 cm土层主要利用氨基酸类、酯类和胺类碳源,碳源相对利用率均在19%以上;在10-20 cm土层主要利用氨基酸类和酯类碳源,碳源相对利用率均在22%以上。不同地区黑土滩退化草地土壤微生物对单一碳源的利用存在差异,差异主要来源于酸类、氨基酸类和酯类。(3)土壤微生物AWCD(平均每孔颜色变化率)和H指数(Shannon-Wiener多样性指数)与植物多样性和生物量相关性较高;物种重要值、多样性及生物量对土壤微生物AWCD变化的共同解释率为88.42%。综上,黑土滩退化草地植被物种组成及群落结构存在地域差异,不同地区黑土滩退化草地土壤微生物群落结构不同;黑土滩退化草地利用D-半乳糖酸γ内酯、L-精氨酸、D-半乳糖醛酸、L-天冬酰胺酸、D-甘露醇、L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺等的功能微生物显著富集,利用i-赤藻糖醇、2-羟苯甲酸、L-苏氨酸、α-丁酮酸、α-D-乳糖等的功能微生物显著分异。     

新疆盐渍土3种植被类型土壤微生物碳源利用

研究了新疆天山以北三工河流域自然生境下梭梭(Haloxylon ammodendron)、琵琶柴(Reaumuriasoongonica)、隐子草(Cleistogenes chinensis)3种植被群落的土壤微生物碳源利用差异,分析了土壤理化性质与微生物总体活性、功能多样性的相关关系.采用BIOLOG生态板检测了各微生物群落对31种单一碳源的利用情况,结果表明,3种群落的微生物总体活性(AWCD)(F=41.877,P<0.001)、功能多样性(Shannon指数)(F=164.680,P<0.001)、丰富度(R值)(F=20.818,P=0.02)差异显著,其中梭梭植被下微生物群落的AWCD值、Shannon多样性指数、R值明显高于其他两种植被的微生物群落.土壤pH(相关系数=0.958,P<0.001)、土壤总碳相对含量(相关系数=0.718,P<0.05)与微生物总体活性(AWCD)呈显著相关,对微生物碳源利用有重要影响,而土壤可溶盐总量、含水率则与AWCD相关性不显著,微生物群落碳源利用功能多样性和丰富度与土壤理化性质均无显著相关关系.对于所研究的31种单一碳源,梭梭植被下微生物群落的利用情况也好于其他两种植被类型,对11种单一碳源利用情况较好,而琵琶柴、隐子草植被微生物群落分别则仅能对其中6种和5种碳源有较好的利用能力.     

长白山东坡不同海拔落叶松土壤微生物碳代谢及酶活性研究

基于2013-2017年连续5年对长白山东坡不同海拔落叶松(Larixolgensis)土壤微生物碳代谢及酶活性调查分析数据,利用Biolog-Eco微平板法系统研究土壤微生物碳代谢及酶活性。结果表明,(1)不同海拔落叶松土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,相同时间土壤微生物碳源利用大致表现为低海拔中海拔高海拔。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,碳水化合物和羧酸类碳源是土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小。(2)2013-2017年,不同海拔落叶松土壤微生物群落各多样性指数从均呈增加趋势;5年内物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S)平均值基本表现为低海拔中海拔高海拔。(3)2013-2017年,不同海拔落叶松土壤微生量碳、微生物呼吸、微生物代谢熵、土壤糖苷酶、几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶、酚氧化酶δ和过氧化物酶δ均呈增加趋势;5年内土壤微生量碳、微生物呼吸和微生物代谢熵平均值基本表现为低海拔中海拔高海拔。(4)PCA排序分析表明,土壤酶活性与微生物群落多样性之间存在显著的相关关系,其中土壤微生物呼吸和土壤微生物代谢熵是影响微生物多样性分布的主要环境因子。土壤几丁质酶、亮氨酸氨基肽酶对土壤微生物群落功能多样性贡献最大,这是造成不同海拔落叶松土壤微生物群落多样性差异的重要原因。     

岷江流域不同土地利用类型土壤养分及微生物群落多样性研究

以四川省岷江流域不同土地利用类型(次生林、人工林、灌草丛和坡耕地)土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯(FAMEs)法系统研究微生物群落多样性特征以及在不同土地利用类型的分布规律。结果表明:各土地利用类型土壤均略显酸性,pH值高低依次为坡耕地、灌草丛、人工林和次生林,土壤电导率、容重和孔隙度有所波动;土壤养分含量和有效养分含量高低大致依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。不同土地利用类型土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性大小依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,羧酸类和碳水化合物类碳源是不同土地利用类型土壤微生物的主要碳源,其后依次为酚酸类、氨基酸类和聚合物类,而土壤微生物对胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(DS)和碳源利用丰富度指数(S)总体表现为次生林最高,人工林和灌草丛次之,坡耕地最低,不同土地利用类型间DS差异未达显著水平(P0.05)。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1和2分别能够解释变量方差的63.89%和18.55%,在主成分中贡献最大的是羧酸类和碳水化合物类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤有机质含量和全氮含量之间均达显著或极显著正相关,与pH值呈负相关,即土壤有机质含量和全氮含量对土壤微生物多样性影响较大。上述研究结果表明次生林土壤养分含量更高,更适合土壤微生物生存,这对于维持该区域生态系统功能稳定性具有重要意义。     

三江源区退化高寒草甸土壤微生物群落季节特征研究

微生物对环境变化十分敏感,能快速对土壤生态变化作出反应。分析微生物对不同碳源利用能力的差异,明确三江源区高寒草甸土壤微生物群落在不同退化演替阶段的季节变化规律,对草地健康状况评价及可持续利用具有重要意义。采用Biolog-ECO法分析了返青期、生长期和枯黄期不同退化程度(未退化ND,轻度退化LD,中度退化MD,重度退化SD和极重度退化-黑土滩ED)高寒草甸0～10 cm和10～20 cm土层土壤微生物群落对31种碳源的利用特征。结果表明,(1)不同生育期各试验地0～10 cm土壤微生物AWCD值均高于10～20 cm。U指数在返青期0～10 cm和10～20 cm土层间差异不显著,在生长期中度退化和黑土滩草地0～10 cm和10～20 cm土层间均表现显著差异,枯黄期中度退化草地0～10 cm显著高于10～20cm。(2)同一生育期,在0～10cm和10～20cm土层,AWCD值和U指数均以中度退化草地最低。高寒草甸返青期和枯黄期0～10cm土壤微生物AWCD值和U指数均显著低于生长期;而在10～20cm土层,不同生育期间差异不显著。季节和土层交互作用对土壤微生物群落影响显著。(3)微生物群落对6类碳源的相对利用能力表明,同一生育期,随草地退化程度加重,0～10 cm和10～20 cm土壤微生物群落对碳源的相对利用率变化趋势不同。同一时期不同草地相同土层土壤微生物对单一碳源利用率因草地退化程度的不同而表现差异。不同生育期0～10 cm土层土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异主要体现在酯类和醇类碳源,而10～20 cm主要体现在糖类和胺类。(4)主成分分析结果表明,在0～10 cm和10～20 cm土层,未退化草地土壤微生物群落对碳源具有较好的利用能力,重度和黑土滩退化草地对碳源的利用能力较为相似,中度退化草地与其他草地相比分异较大;氨基酸类、糖类和胺类碳源对土壤微生物群落起主要分异作用。生长期土壤微生物群落对碳源的利用能力较强,其中糖类、氨基酸类、醇类、羧酸类和胺类具有较大载荷。     

六盘山生态移民迁出区不同植被恢复模式土壤微生物功能多样性研究

为了揭示宁夏六盘山生态移民迁出后,不同植被恢复模式下土壤微生物群落功能多样性的变化特征,以泾源县移民区6种人工混交林(青海云杉Picea crassiflolia+油松Pinus tabuliformis+河北杨Populus hopeiensis、刺槐Robinia pseudoacacia+油松、旱柳Salix matsudana+刺槐+山杏Prunus armeniaca、油松+山杏、刺槐+山杏+紫花苜蓿Medicago sativa、油松+旱柳+红豆草Onobrychis viciaefolia)为对象,自然恢复为对照,采用Biolog-ECO微平板法研究不同植被恢复模式土壤微生物功能多样性特征。结果表明,(1)7种不同植被恢复模式0～20 cm土层土壤微生物AWCD值以刺槐+山杏+紫花苜蓿模式为最高(0.94±0.44),青海云杉+油松+河北杨最低(0.26±0.18)。(2)不同植被恢复模式土壤微生物对各碳源的利用状况有所差异,碳水化合物类是7种植被恢复模式土壤微生物利用的主要碳源,其次为氨基酸类、羧酸类和聚合物类,而其他化合物和胺类的利用较低。(3)7种不同植被恢复模式土壤微生物多样性指数均存在显著性差异(P0.05),其中刺槐+山杏+紫花苜蓿和油松+山杏混交林土壤微生物Shannon指数、Brillouin指数和Pielou均匀度指数显著高于其他植被恢复模式(P0.05)。(4)PCA分析显示,PCA1和PCA2分别占总方差的36.54%和26.83%。刺槐+山杏+紫花苜蓿、油松+山杏、油松+旱柳+红豆草混交模式及自然恢复可利用碳源较多,旱柳+刺槐+山杏混交模式次之,青海云杉+油松+河北杨和刺槐+油松混交模式可利用碳源少。以上结果表明,人工林的不同混交模式对提高土壤微生物群落的代谢活性具有显著差异。该研究区内,刺槐+山杏+紫花苜蓿植被恢复模式较其他植被恢复模式更有利于土壤微生物群落功能多样性的提高。     

施肥措施对华北潮土区小麦-玉米轮作体系土壤微生物群落特征的影响

通过对华北潮土区冬小麦-夏玉米轮作模式中不同施肥处理下农田土壤微生物群落特征的研究,分析不同施肥处理下土壤微生物群落多样性和群落结构的变化规律,为提高华北潮土区土壤肥力和维持农田土壤微生物多样性提供理论依据。在天津市宁河区试验基地设置5个施肥处理大田试验,分别为单施化肥(T1,对照)、50%氮肥与生物有机肥配施(T2)、常量化肥与生物有机肥配施(T3)、常量化肥与秸秆配施(T4)和常量化肥-生物有机肥与秸秆配施(T5),采用Biolog-ECO微平板技术研究不同施肥措施对土壤微生物群落的影响。结果表明,(1)化肥配施生物有机肥和秸秆能够显著提高土壤有机质、速效磷、全氮和全磷的含量,并且配施处理会降低土壤的pH值,其中T5处理的土壤各养分含量最高。(2)各处理土壤微生物的平均颜色变化率(Average well color development,AWCD)为:T5T4T2T1T3。其中,T4和T5处理的AWCD值高于对照。(3)T5处理的5种微生物群落功能多样性指数值均最高,其Shannon指数(H′)显著高于T1和T3,而与T2和T4无显著差异,丰富度指数(S)显著高于其他4个处理。(4)施肥处理改变了土壤微生物对碳源的利用偏好,在6类碳源中糖类的相对利用率最高,占45.34%-47.74%,氨基酸类次之,占18.08%-22.48%,之后依次为羧酸类、聚合物类、胺类和酚酸类,分别占10.83%-17.21%、4.87%-14.35%、4.44%-6.29%和1.41%-3.79%。与对照相比,T5处理显著降低了微生物对氨基酸的相对利用率。(5)土壤微生物群落代谢特征随施肥措施的变化而发生改变。31种碳源中对PC1贡献较大的有9种,对PC2贡献较大的2种,其中糖类为主要影响碳源。T4和T5处理的土壤微生物群落代谢特征较相似,但与其他处理的土壤微生物群落代谢特征差异较大。综上所述,化肥-生物有机肥与秸秆三者配施可以改善华北地区小麦-玉米轮作体系土壤微生物生境,有利于土壤微生物群落结构稳定和功能多样性,是一种维持土壤肥力和保护土壤微生态环境的施肥措施。     

杉木连栽林土壤微生物碳源利用比较

在测定土壤理化性质的基础上,应用Biolog-ECO技术,分析杉木1代(FCF)、连栽2代(SCF)、连栽3代(TCF)人工林和楠木人工林(PBP,对照)4种林分类型土壤微生物群落总碳源利用动力学特性、微生物多样性指数及多样性指数与土壤理化性质的相关关系.结果显示:4种林分类型的土壤微生物丰富度(Shannon指数)、优势度(Simpson指数)、均匀度(Mc Intosh指数)均达到了显著差异(P0.05);PBP土壤微生物总体活性(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数及Mc Intosh指数值均高于其他3种类型;土壤微生物生物量碳(C)含量、氮(N)含量、Shannon指数、Simpson指数与AWCD值的相关性达到了显著水平(P0.05);其中AWCD值、土壤p H、全C、全N、土壤微生物生物量C、N的大小顺序为PBPFCFSCFTCF.本研究表明,随着杉木连栽代数的增加,土壤微生物群落总体活性逐代下降.(图1表7参32)     

南沙湿地公园红树林物种多样性与空间分布格局

红树林是海岸的特有植被类型,研究其物种多样性与空间分布,对红树林的恢复与保护具有重要意义。本文以南沙湿地公园红树林为典型案例,采用遥感影像解译和样方调查的方法,对红树林物种多样性、群落特征与空间分布格局进行研究。结果表明:(1)南沙湿地公园红树林物种多样性指数高于其他与之纬度相近的红树林群落;(2)以无瓣海桑Sonneratia apetala Buch-Ham.、桐花树Aegiceras corniculatum(L.)Blanco.、黄槿Hibiscus tiliaceus L.和芦苇Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.为优势种;(3)主要的群落类型为无瓣海桑群落、黄槿群落和芦苇群落等3种,总面积百分比达86.72%,无瓣海桑群落和黄槿群落面积占比分别为41.13%和36.44%,成为红树林的绝对优势群落;(4)红树林群落在空间上呈聚集态分布,聚集度最高的是无瓣海桑群落,其次是黄槿群落,面积占比最低的是木榄群落;(5)引进种无瓣海桑,发展态势好,抑制了乡土种红树植物生长。建议扩种白骨壤Avicennia marina(Forsk.)Vierh.、桐花树和秋茄Kandelia candel(L.)Druce.,扩大其斑块面积,以提升乡土红树植物群落的稳定性,达到有效保护红树林的目的。     

白浆土玉米不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征

以白浆土为研究对象,分别于玉米(Zea mays L.)的拔节期、抽雄期和乳熟期采集根际土,并采用Biolog微平板技术分析不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征变化,为白浆土的质量提升和可持续利用提供科学依据。结果表明:根际土壤细菌和真菌群落的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随生长时期推进均呈先升高后降低趋势,其中抽雄期细菌群落的AWCD值分别比拔节期和乳熟期高26.44%和53.37%(P0.05),但真菌群落的AWCD值无显著变化(P0.05)。根际土壤细菌和真菌群落的功能多样性指数变化趋势与AWCD值一致,仅抽雄期细菌群落的McIntosh指数与拔节期和乳熟期差异显著(P0.05)。根际土壤细菌群落相对利用率最高的碳源是糖类和氨基酸类,而真菌群落相对利用率最高的碳源为羧酸类和糖类。生长时期没有显著影响根际土壤细菌群落对同一碳源的相对利用率;但抽雄期真菌群落对胺类和其他类碳源的相对利用率显著高于拔节期和乳熟期(P0.05),对羧酸类的相对利用率显著低于拔节期(P0.05)。主成分分析表明(Principal component analysis,PCA),拔节和乳熟期根际土壤细菌群落的代谢特征相似,而与抽雄期明显不同,真菌群落的分析结果与细菌相同。     

陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对全球变化的响应与适应研究进展

生态系统植物和土壤微生物群落多样性受氮沉降、气候变暖、大气CO_2浓度升高(eCO_2)、极端干旱等全球变化的强烈影响,深入认识和理解全球变化下植物群落-土壤微生物群落的关系对生物多样性保护至关重要。文章综述了陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对以上4种全球变化单因子和多因子(双因子、三因子及四因子)交互作用的响应与适应规律。主要结论为,(1)氮沉降、气候变暖和极端干旱均改变了植物和土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,大多数研究结果是降低效应,例如高氮沉降和长期低水平氮沉降减少了植物多样性,微生物群落多样性的下降幅度随氮沉降时间和量的增加而加强;气候变暖改变了植物的物候,降低了植物多样性,促使土壤微生物群落的演替分异;极端干旱导致植物组成发生了方向性的变化,植物多样性降低并促进盐生植物的生长,土壤微生物量和活性降低并促使转向渗透胁迫型策略。(2)eCO_2增加促进植物光合作用从而刺激植物的生长,对植物多样性的影响取决于资源可利用性,一般增加根际细菌和土壤真菌的相对丰度以加快土壤的碳源利用。(3)全球变化多因子交互作用下植物-土壤微生物群落多样性的关联效应主要为协同、累加、抵消或非加性等,其中氮沉降×气候变暖为累加;氮沉降×eCO_2对植物生物量的影响为协同增效,而对植物群落可能是相反或抵消;气候变暖×eCO_2对土壤微生物群落为累加;三因子和四因子交互作用对植物和土壤微生物群落为非加性,较难预测。最后指出当前的研究不足和今后的发展方向:(1)加大不同时空尺度的植物和土壤微生物群落研究;(2)精确全球变化多因子交互作用对植物和土壤微生物群落多样性影响的估算。     

鸭粪和环丙沙星对潮土微生物群落功能多样性的影响

为了评价鸭粪中残留的环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)对土壤微生物群落功能多样性的影响,布置培养试验,设五个处理,分别是Ⅰ:CK(对照)、Ⅱ:CIP(人工添加的CIP)、Ⅲ:DF(添加不含抗生素的鸭粪)、Ⅳ:DF+CIP(在Ⅲ的基础上再外源添加CIP)、Ⅴ:DF(CIP)(粪源CIP即含有CIP的鸭粪),培养81 d。借助Biolog技术研究了不同来源的CIP对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,培养1 d后,反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)表现为DFDF+CIPDF(CIP)CKCIP,说明环丙沙星对土壤微生物活性具有一定的抑制作用,且随着培养时间的延长其抑制作用减弱;添加鸭粪显著增强了土壤微生物活性和群落功能多样性;与人工添加进鸭粪中的环丙沙星相比,粪源环丙沙星对微生物活性的抑制作用更强,并显著降低了土壤中利用碳源微生物的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S);在培养过程中,土壤微生物利用的主要碳源种类随培养时间延长有所变化,初期利用的主要是糖类、羧酸类、聚合物类、胺类以及氨基酸类,后期主要是糖类和羧酸类。     

火烧干扰下高寒草甸土壤微生物群落功能多样性变化特征

为揭示火烧干扰对高寒草甸土壤微生物群落的影响,应用Biolog法研究火烧恢复初期土壤微生物群落、碳源利用类型和功能多样性变化特征及其与土壤理化性质的相关性.结果表明:1)恢复初期火烧样地土壤微生物群落代谢活性显著高于对照样地(P0.05),火烧土壤微生物平均颜色变化率(1.20)高于对照样地(1.07);2)火烧干扰后高寒草甸土壤微生物群落Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Mc Intosh指数和和碳源利用数分别显著增加了0.037、0.203、1.234和2.340(P0.05);3)主成分分析表明,火烧使微生物代谢功能特征发生变化,碳水化合物是土壤微生物利用的主要碳源类型;4)相关性分析表明,土壤pH、有机质(SOM)、全磷(TP)与微生物功能多样性指数呈显著相关(P0.05),土壤碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、全氮(TN)和根土比与碳水化合物类碳源呈正显著相关(P0.05).综上,火烧恢复初期,土壤有效养分提高,微环境得以改善,土壤微生物代谢活性、碳源利用能力和数量明显提高.     

长期施肥对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性是表征土壤质量变化的敏感指标,施肥措施可对土壤微生物群落功能多样性产生明显的影响。以位于双季稻主产区湖南省宁乡县国家级稻田肥力长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了不同施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥、60%有机肥、无肥对照)对双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。研究结果表明,有机肥与化肥配施以及单施化肥处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而秸秆还田处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度低于无肥处理。在早稻和晚稻成熟期,Mc Intosh指数均以60%有机肥和30%有机肥处理为最高,其次为施用化肥和无肥处理,秸秆还田处理最低;Richness和Shannon指数大小顺序均表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田无肥化肥。土壤微生物碳源利用的主成分分析表明,各施肥处理水稻根际土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理间碳源利用类型存在较大差异。总的来说,不同的施肥处理对水稻根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机肥配施化肥有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

苯并[a]芘累积污染对土壤微生物群落功能多样性的影响

本文采用低剂量叠加的方式模拟苯并[a]芘(Benzo(a)pyrene,Ba P)在实际土壤中的累积过程,利用Biolog-ECO方法研究Ba P不同污染方式对土壤微生物群落功能的影响,以期揭示Ba P累积污染对土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明,在累积和一次污染方式下,土壤Ba P可提取态和有效态含量随土壤培养时间的延长而降低,前期(1—28 d)下降速率较快,后期(28—56 d)下降速率减缓.土壤微生物代谢活性AWCD值在培养初期(1 d)表现出LCK-YYCK-L的规律,培养7 d表现为YCK-YCK-LL,而后(8—56 d)各处理的AWCD值表现与培养7 d的规律一致.微生物群落物种丰富度指数和常见物种优势度指数的变化趋势与AWCD值变化规律一致.累积污染处理在土壤培养过程中先促进(1 d)后抑制(7—56 d)了土壤微生物群落功能多样性;一次污染处理与之相反,先抑制(1 d)后刺激(7—56 d)了土壤微生物群落功能多样性.累积污染处理的微生物代谢活性和多样性指数与Ba P含量的相关性大于一次污染.累积污染更能反映Ba P在土壤中的真实生物毒性.     

植被重建对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响

为明确人为干扰对黑土滩草地植被及微生物群落特征的影响,以黑土滩退化草地和未退化嵩草草甸为对照,于2017年对果洛2015年、2012年、2009年、2006年建植的人工草地植被特征,土壤微生物碳、氮、磷含量,土壤微生物群落多样性和功能结构变化规律进行了研究。结果表明,(1)人工草地随建植年限增加地上生物量呈现先减少后持平的变化趋势,地下生物量则相反。(2)各草地土壤微生物碳、氮、磷均表现为0—10 cm显著高于10—20 cm的土层(P0.05),0—20 cm土层中人工草地土壤微生物碳、氮、磷随建植年限呈现先增加后持平的趋势,其中2012年与2015、2009年人工草地差异显著(P0.05)。(3)土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、H指数、D指数表现为0—10 cm显著高于10—20 cm(P0.05)。培养2—5 d(AWCD)增长迅速,5 d后增长速率变缓;培养1 d H和D增长迅速,2 d后趋于平缓。(4)土壤微生物对6大类碳源利用情况显示,在0—10 cm土层中,微生物对脂类和羧酸类碳源的利用在不同草地间差异显著。人工草地随着建植年限的增加,对6类碳源的利用除醇类呈现无规律变化外,其余均呈"N"型变化趋势;在10—20 cm土层中,羧酸类、氨基酸类碳源利用在各草地间差异显著;人工草地随种植年限的增加除氨基酸类和胺类"N"型变化,其他草地均呈无规律的变化;Anosim分析显示,各草地土壤微生物群落功能结构有小差异,不同草地土壤微生物对31种碳源的利用种类及利用率存在差异。综上,建植5年后人工草地植被和土壤微生物趋于二次黑土滩退化,土壤微生物较草地植被能更早地作出指示,应采取持续合理的管护措施以维持人工草地的持久性。     

放牧强度对环青海湖地区高寒草原土壤微生物群落碳代谢特征的影响

为了解青藏高原环青海湖地区放牧对土壤微生物群落碳代谢特征的影响,于2010年在青海省刚察县(N37°21′10″,E100°4′49″)高寒草原,设置围栏封育的禁牧对照组(CK)和牧草利用率分别为30%(G3)、40%(G4)、50%(G5)、60%(G6)和70%(G7)的5个放牧强度控制处理实验,于2014年7月采集土壤样品,运用Biolog-ECO微平板技术分析环湖地区土壤微生物群落碳源代谢特征的分布特征和变化规律.结果显示:(1)研究区域的土壤微生物主要利用碳源类型为氨基酸类和碳水化合物类;(2)放牧处理下土壤微生物群落主要碳源利用类型与利用率相似,与禁牧组显著不同;(3)禁牧和G4处理下土壤微生物的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Mc Intosh指数显著高于G3和G6、G7草原,与土壤有机碳和全氮含量变化规律相似.以上研究结果表明,放牧活动能显著影响环青海湖地区高寒草原土壤微生物群落代谢特征,禁牧和中度放牧(G4)有利于维持较高的土壤微生物群落多样性.     

桑园土壤微生物群落功能多样性对PAHs污染的响应

为了探明桑园土壤微生物群落功能多样性与多环芳烃(PAHs)污染的关系,采用Biolog检测法研究某路域桑园土壤微生物功能多样性对PAHs污染的响应。结果表明,不同区域PAHs污染程度由大到小依次为区域2(位于区域1和3之间)、3(离公路最远)和1(离公路最近);Biolog分析发现不同区域土壤微生物对碳源利用的平均颜色变化率(AWCD)由大到小依次为区域2、3和1;区域2的Shannon指数和Gini指数均显著高于区域1和3,而区域1的Shannon均匀度显著低于区域2和3,区域2土壤微生物活性最强且群落结构最丰富,其后依次为区域3和1。主成分分析结果显示,3个区域微生物群落的生理功能差异明显,主要表现在对糖类和氨基酸类物质的代谢上。冗余分析表明,区域2土壤微生物与PAHs含量关系最密切,说明较高的PAHs含量更能激发桑园土壤微生物的生理活性,微生物群落代谢功能因PAHs污染而有所提高。