利用RAPD技术对牡丹江地区红松根际土壤微生物多样性的分析

土壤微生物对土壤中有机质的转换起着至关重要的作用,土壤微生物多样性的变化对地表生态系统、土壤的结构、土壤的肥力和植物的健康等有重要的影响.本文利用RAPD技术分析牡丹江地区的3个林型及其3个不同林龄共9块样地的根际微生物的多样性,得到了椴树红松林、蒙古栎红松林和云冷杉红松林3种林型内的土壤微生物多样性的变化趋势,及其微生物构成差异性.     

火干扰下的森林土壤微生物研究现状分析

火后生态恢复是21世纪恢复生态学的重要研究内容,土壤微生物作为森林生态系统的关键组成部分,开展火干扰下土壤微生物的研究是非常有必要的。本文通过综合分析现有文献对火后森林土壤微生物的研究结果,发现不同火强度和维持时间下土壤微生物活性、群落组成变化及影响火干扰强度的主要因素是已有研究的主要内容,在火后土壤微生物群落的恢复时间、多样性变化、演替规律等问题上尚存在争论,对火干扰下的土壤微生物研究的重要性也尚未得到足够重视。未来研究应在综合应用现有微生物研究技术并继续改进创新的基础上,采用野外调查和田间模拟控制实验相结合的手段,分别从种群、群落和生态系统等多个层次上开展火干扰下的森林土壤微生物研究,解析地下与地上生态系统的相互关系,探究土壤微生物在火干扰下的变化规律和演替机制,丰富火生态学理论;确定火后土壤微生物恢复中的功能类群,分析功能类群在火后恢复过程中的作用,比较分析不同恢复方式下土壤微生物的变化规律,以指导火后生态系统的恢复实践。     

扬州茱萸湾风景区森林土壤细菌多样性研究

森林土壤微生物群落作为分解者、共生体或病原体,在调节生物地球化学循环方面起到关键作用.土壤细菌能够释放土壤无机物、矿石或有机质中的营养元素,在森林生态系统的养分循环中起着重要作用.该研究以扬州市茱萸湾风景区内6种不同植被类型的城市森林作为研究对象,对不同植被类型下土壤细菌群落结构及多样性指数进行比较研究.结果表明,水杉...     

不同林火强度对大兴安岭偃松林土壤微生物功能多样性的影响

采用BIOLOG方法研究黑龙江省大兴安岭地区呼中林区不同林火强度对土壤微生物功能多样性的影响。在培养144h达到对数增长期的土样中,土壤微生物的碳源利用率因不同林火强度火烧而不同。高、中、低火烧强度均影响微生物群落多样性,特别是低强度火烧能提高微生物物种丰富度(Shannon指数)、物种优势度(Simpson指数)及群落均匀度(McIntosh指数);而中、高强度火烧使指数降低,这可能是由于土壤经过高温高热的灼烧,挥发了大量的气态氮、有机碳、速效磷,使火烧后土壤中的微生物数量、多样性锐减,并使成分发生改变,土壤中的有机质含量减少,同时,火后土壤的pH值升高,使微生物生存环境发生了变化,不利于微生物的活动。主成分分析表明:不同处理土壤微生物主要利用氨基酸类和糖类碳源,但不同火烧强度对微生物群落在碳源的利用上存在着较大的差异。林火可以改变土壤微生物功能多样性,不同林火强度使土壤微生物群落在碳源利用能力、利用类型以及群落的多样性上产生了较大的分异。     

冰雪灾害对森林土壤性质的影响

冰雪灾害是一种常见的自然灾害,易对森林造成巨大破坏。在全球变化加剧的背景下,冰雪灾害发生的频率和强度呈现上升趋势。文中综述了冰雪灾害后森林土壤物理性质、土壤化学性质、土壤微生物群落和土壤酶活性的变化,以便为受损森林生态系统的修复提供参考。今后的研究热点是加强对灾后森林养分循环、土壤微生物和土壤种子库的长期研究,开展土壤微生物群落、土壤呼吸和土壤理化性质相互关系及作用机理研究,运用3S技术监测不同立地条件下土壤灾后动态变化、建立更科学精准的受灾森林生态系统评估体系,以及建立生态修复模型预测冰雪灾害后的森林恢复过程。     

川西亚高山针叶林土壤微生物生态研究展望

森林土壤微生物生态的研究对于了解森林生态系统过程具有重要的研究价值。川西亚高山针叶林位于青藏高原东缘、长江上游地区,是长江上游的天然生态屏障和生物多样性宝库,是全球变化的敏感性区域。因此,土壤微生物多样性、土壤微生物群落与植被的互动机制、土壤微生物群落与土壤生态的关系等将是川西亚高山针叶林土壤微生物生态的研究重点。     

小兴安岭不同林型的昆虫多样性

【目的】研究昆虫多样性对不同林型的生态响应,为小兴安岭森林生态可持续发展规划、森林经营、森林生物多样性保护提供理论基础和科学依据。【方法】2013年5—9月,每15天1次,采用扫网法并结合震落法和观察法对云杉人工林(YR)、白桦天然次生林(B)、红松人工林(HR)、椴树红松林(DY)、云杉红松林(YY)和枫桦红松林(FY)6种不同林型的昆虫多样性进行调查,通过昆虫群落结构分析、多样性特征指数及时间动态分析、稳定性分析、主分量分析、群落相似性分析等系统研究小兴安岭凉水自然保护区森林昆虫物种多样性及群落结构动态。【结果】共采集昆虫标本4 599号,隶属9目67科188种;各林型昆虫群落均以膜翅目和双翅目为优势类群;各林型昆虫群落的多样性指数均较高,其中云杉原始林和云杉人工林的多样性指数和均匀度均相对较高,优势度均相对较低。各林型昆虫群落多样性指数与均匀度指数随季节变化趋势均表现出显著一致性(0.708~0.955,P0.05),与优势度指数随季节变化趋势均表现出极显著负相关(-0.863~-0.983,P0.001),多样性指数与丰富度指数变化趋势除YR外,均表现为较大的正相关,多样性指数与群落个体数量时间变化趋势仅在YY、DY和B林型中表现出较大的正相关。各林型昆虫群落的相对稳定性存在一定差异,S_t/S_i的比值序列为YYYRBFYDYHR,S_n/S_p的比值序列为YR=HRFYBYYDY,YY、YR的稳定性相对较好,森林环境质量相对较高,而DY、HR的稳定性相对较差,森林环境质量相对较低。全年各林型昆虫群落中不同营养类群物种数均表现为植食性类群最多,个体数量表现为YR中性昆虫类群最多,YY中植食性类群最多,其他林型均以捕食性类群最多。昆虫群落主分量分析结果表明,YY和YR昆虫群落中中性昆虫物种数是主导昆虫群落变化的最主要因子,在DY和HR昆虫群落中转变为植食性昆虫个体数和物种数。在稳定性居中的B和FY中,主导群落变化的最主要因子由中性昆虫个体数转变为植食性昆虫个体数。聚类分析结果表明,在度量值为10时,可将6种林型的昆虫群落分为2类:B、YY和YR聚为一类,HR、DY和FY聚为一类。【结论】虽然各林型昆虫多样性均较为丰富,且昆虫群落均较为稳定,反映出较好的生态环境质量,但是HR和DY稳定性相对较低,建议增加植物多样性以提升第一营养层昆虫个体数量;DY植食性昆虫比例较大,建议采取一定措施增加天敌昆虫丰富度,以提升昆虫群落稳定性。     

马尾松人工林干扰对土壤微生物群落结构的短期影响

【目的】揭示马尾松林土壤微生物群落结构对不同干扰的响应特征,初步探究响应机制,评估不同干扰方式对地下生态系统的影响。【方法】对马尾松人工林样地分别采取除灌、轻度干扰(清除少量非马尾松乔木)、重度干扰(清除较大胸径马尾松),以未经处理的样地为对照。对每个样地多点混合采集0～10 cm表层土壤,采用Illumina Miseq高通量测序方法,获取并分析了不同干扰方式下土壤微生物群落组成与结构的响应特征,并结合相似性和系统发育指数初步探究微生物响应机制。【结果】1)马尾松人工林土壤中细菌的优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等;真菌的优势菌群是担子菌门、子囊菌门、接合菌门。在门水平上对细菌群落相对丰度进行组间差异显著性检验表明,拟杆菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度的组间差异显著(P0.05)。不同干扰方式分别与对照样地的土壤微生物比较:轻度干扰样地的变形菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度显著降低;重度干扰样地的拟杆菌门、δ-变形菌门相对丰度显著降低(P0.05);而除灌样地在门和纲水平上都无显著变化。2)主成分分析结果表明不同样地的土壤微生物(细菌和真菌)群落结构能够明显分开,非参数多元方差分析表明不同样地的土壤细菌与真菌的群落结构整体差异显著(P0.05);不同样地土壤微生物的群落结构与对照相比,只有除灌样地土壤的细菌群落无显著差异,而轻度干扰和重度干扰样地有显著差异(P0.05);除灌、轻度干扰和重度干扰样地土壤的真菌群落结构与对照均有显著差异(P0.05)。3)与对照相比,细菌的相似性在轻度干扰和重度干扰时显著降低(P0.05),真菌的相似性在除灌、轻度干扰和重度干扰均产生显著差异(P0.05)。4)基于零模型的差异分析表明,只有轻度干扰样地土壤的微生物群落谱系多度和谱系多样性变化达到显著水平(P0.05)。【结论】马尾松人工林的干扰措施显著影响土壤微生物群落的组成和结构特征,降低了土壤养分有效性;显著降低了土壤微生物群落的相似性,导致土壤微生物群落稳定性下降;改变了土壤微生物谱系多样性,即土壤微生物的养分含量和生态位多样性,降低了生态系统的稳定性。轻度干扰和重度干扰都显著降低了土壤质量,导致土壤养分含量下降,因此,不宜进行轻度和重度干扰。     

寒温带兴安落叶松林土壤细菌微生物量和群落组成研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤细菌微生物量和土壤细菌群落结构特征,探讨微生物量和群落组成变化的分布规律及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林:藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和高通量测序的方法,分析了4个林型土壤细菌的微生物量和群落组成。结果表明:PLFA法检测出4个林型中C12~C20 8种类型共44种不完全分布的PLFAs生物标记,4个林型中的兴安落叶松林细菌生物量最高,草类兴安落叶松林最低;高通量共检测出19门35纲55目87科92属细菌,其中变形菌纲Alphaproteobacteria、γ-变形菌纲Gammaproteobacteria、酸杆菌纲Acidobacteria、β变形菌纲Betaproteobacteria、放线菌纲Actinobacteria丰度较高。通过冗余分析分析发现,有效磷对土壤细菌生物量的影响较大,土壤pH值、土壤含水率和土壤养分对土壤细菌的群落组成影响比较明显。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤细菌微生物量和群落组成存在差异,且与土壤环境因子之间具有相关性。     

林火干扰对土壤氮组分及微生物氮循环影响研究进展

林火干扰作为森林生态系统中能量传递和养分循环的重要因子,对于研究火烧迹地植被更新与快速恢复可提供一定的数据理论支撑,而林火干扰对土壤微生境及微生物氮循环的影响机制一直是广大学者研究的热点。文中从火烧强度、恢复时间、火烧木管理方式等3个方面总结国内外林火干扰对土壤氮组分及氮循环的影响研究进展,揭示了林火干扰和全球气候变化对土壤氮循环的短期及长期影响机制,探讨不同生物技术在林火干扰下土壤微生物氮循环基因丰度变化中的应用;提出未来林火干扰对森林生态系统土壤氮循环影响的研究展望:1）全面比较研究不同林火干扰模式对土壤氮组分、微生物氮循环的影响;2）研究评价不同林火干扰模式下土壤氮库的稳定性;3）加强高通量测序、定量PCR技术、宏基因组学、稳定同位素探测等技术在林火干扰与气候变化对森林生态系统影响研究中的应用。研究结果对火烧迹地植被更新、土壤氮库的重建与功能发挥具有重要意义。     

菌剂添加对人工林土壤呼吸和有机质含量及细菌群落影响

为了解不同菌剂对广西3种人工林凋落物分解、土壤呼吸、土壤有机质含量和微生物群落组成的影响,通过室内培养试验,研究配施不同菌剂后土壤呼吸速率、土壤有机质含量、土壤微生物群落及其功能多样性的变化.结果表明,3种菌剂显著增加了土壤呼吸速率,同时增加了土壤有机含量,并且对土壤微生物群落及功能多样性有明显的促进作用.其中,益加益菌剂对凋落物分解及土壤有机质含量提升效果最佳,马尾松添加益加益处理后土壤有机质含量提升了5.48％,桉树增加了4.49％,并且马尾松和桉树处理添加益加益菌剂后,Chao1指数和Shannon指数显著上升.因此,生产实践中推荐使用益加益菌剂可以促进凋落物分解,提高广西人工林的土壤地力,维持人工林的可持续经营.     

环境因子对林地土壤微生物影响的研究进展

土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,也是森林生态系统的重要组成部分,是森林生态恢复与重建的重要参与者.本文阐述了环境因子对林地土壤微生物影响的研究进展,包括植被、气候、土壤有机质、土壤肥力对土壤微生物的影响及规律;概述了目前对土壤微生物多样性的主要方法研究,提出了今后土壤微生物研究和应用的发展方向.     

木麻黄海防林林下物种多样性及其与土壤因子关系

为探讨木麻黄林林下物种多样性与土壤因子的相关性,对海口市海岸带不同林分结构的木麻黄林下物种多样性和土壤理化因子进行了调查和分析,结果表明:木麻黄海防林林下群落物种组成简单,有物种约52种,隶属于29科46属;群落物种丰富度指数(S)、Simpson指数(D)及Shannon-Wiener指数(H’)均较低,物种丰富度随人为干扰增强而减少;林地土壤含水量极低,有机质、速效钾、速效磷等重要土壤养分极为缺乏。土壤因子与物种多样性的简单相关性研究表明,土壤有机质、速效氮、速效钾含量与多样性指数S、H’和D存在显著的相关关系,初步认为这些因子是影响海口市木麻黄海防林林下物种多样性的重要土壤因子。     

原始阔叶红松林土壤微生物特征研究

以凉水国家级自然保护区内的云冷杉红松林、枫桦红松林、椴树红松林和蒙古栎红松林土壤为研究对象,分别采用稀释平板法与微平板检测法,研究了4种林型不同土层之间的土壤微生物特征。结果表明:4种林型土壤微生物总菌数变化范围在1.60亿~6.29亿cfu/g之间,且细菌含量的变化差异性最大;各林型间土壤微生物活性的差异达到显著水平(P<0.05);ECO微平板在恒温条件下培养的24h内,其平均颜色变化率呈现出随时间的延长而逐渐升高的一致性规律,直至168h上升速度趋于平缓。4种林型土壤微生物各类多样性指数均表现出随土层深度增加而降低的趋势,且相同土层不同林型间的差异显著(P<0.05);各林型土壤微生物均对氨基酸类碳源产生了较强的代谢能力,更加验证了红松的喜铵特性;由主成分分析(PCA)可知,各林型表层和下层土壤微生物对各类碳源的代谢能力在空间上表现出较为显著的差异,与AWCD值和各类多样性指数所得结论一致。     

土壤真菌研究方法及人为干扰对森林土壤真菌群落影响研究进展

土壤真菌是森林生态循环的重要调解者之一, 与植物和细菌维持着重要的共生关系, 人为干扰会对森林土壤真菌产生影响。土壤真菌调查困难, 对调查方法依赖很大。文中从传统方法、分子方法及二者结合的方法对土壤真菌调查方法进行归纳, 并从传统和分子方法2个层面, 对人为干扰下森林土壤真菌变化的研究进行了综述。目前, 国外已开始利用分子方法对人为干扰影响土壤真菌进行研究, 多从林型转换、火烧方面入手, 对其他人为干扰措施下森林土壤真菌的研究几乎没有。从微生物学角度看, 森林受人为干扰而变化的内在机制尚不清楚。     

喀纳斯泰加林群落与环境和火干扰因子的关系

【目的】划分森林群落类型,定量分析森林群落形成与其环境因子和火干扰因子之间的关系,为新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营提供科学依据。【方法】以新疆喀纳斯泰加林火成演替森林群落为研究对象,基于149个森林群落样地及其火干扰发生时间和火烈度的调查,采用双向指示种分析(two-way indicator species analysis,TWINSPAN)方法对喀纳斯国家自然保护区科学实验区处于不同演替阶段的森林群落进行群落类型划分,并采用冗余分析(redundancy analysis,RDA)方法通过对其森林群落进行排序,分析森林群落形成与环境因子和火干扰因子的关系,定量分离环境因子、火干扰因子及其二者的交互作用对森林群落形成的影响。【结果】 1)TWINSPAN将149个森林群落调查样地划分为16种森林群落类型;2)RDA排序结果较好地反映了喀纳斯泰加林群落形成与环境因子和火干扰因子之间的关系,环境因子中的海拔、坡位、坡度、坡向、土壤有机质和全钾含量对森林群落的形成起较大的作用,其中海拔、坡位、坡度和坡向与RDA第1排序轴存在极显著相关性( P <0.01),土壤有机质和全钾含量与RDA第1排序轴存在显著相关性( P <0.05);火干扰因子中的火烈度对森林群落形成也起较大的作用,火烈度与RDA第2排序轴存在极显著相关性( P <0.01);3)因子分离显示,在影响喀纳斯泰加林群落形成的因素中,环境因子解释的部分占21.96%,火干扰因子解释的部分占1.80%,二者交互作用解释的部分占49.82%,未能解释的部分占26.42%。【结论】喀纳斯国家自然保护区科学实验区有16种森林群落类型,其森林群落形成受环境因子和火干扰因子的共同控制,并且二者的交互作用尤为突出。火干扰是新疆喀纳斯泰加林群落物种多样性保护与森林可持续经营不可或缺的重要因素。     

东北天然次生林不同经营模式下土壤微生物碳源利用与功能多样性

【目的】研究不同经营模式对东北天然次生林土壤微生物碳源利用与功能多样性的影响,为合理确定东北天然次生林的经营模式提供科学参考。【方法】以哈尔滨市丹青河林场的传统森林经营(FM1)、目标树森林经营(FM2)、调整育林法森林经营(FM3)和无干扰森林经营(FM4)4种经营模式的东北天然次生林为研究对象,在每个经营模式林分中设置3块(上、中、下坡各1块)50 m×50 m样地,并将每块样地划分为25个10 m×10 m样方,在每个样方中心采集0~20 cm土层样品,采用Biolog-Eco微平板法分析4种经营模式林地土壤微生物的碳源利用差异,并探讨土壤化学性质对土壤微生物碳源种类利用的影响,以及4种经营模式土壤微生物功能多样性的差异。【结果】FM1土壤微生物碳源利用最弱且与其他3种经营模式差异显著,FM4土壤微生物碳源利用最强,FM2和FM3 2种经营模式土壤微生物碳源利用处于FM1和FM4之间,且二者之间没有显著差异;土壤化学性质对不同经营模式林分土壤微生物的碳源利用有重要影响,其中碱解氮、速效钾、速效磷、有机碳和碳氮比是主要影响因子;4种经营模式林分土壤微生物功能多样性指数的分析结果表明,FM1土壤微生物功能多样性最小,FM2和FM3次之,FM4最大,这可能与4种经营模式不同的采伐抚育措施有关。【结论】从仅考虑土壤微生物碳源利用及功能多样性角度出发时,无干扰经营是东北天然次生林最佳的经营模式;但综合考虑森林经营的生态效益和经济效益以及林地的更新状况,调整育林法是东北天然次生林最优的经营模式。     

河南鸡公山自然保护区典型森林类型土壤微生物群落功能多样性

Biolog EcoTM微平板技术是研究微生物群水平多样性的一种重要方法。通过该方法对河南鸡公山自然保护区3种主要森林类型(落叶阔叶林、针阔混交林、杉木林)的土壤微生物群落多样性进行研究,结果显示:土壤微生物对单一碳源利用强度随着培养时间的增加呈递增的趋势,落叶阔叶林土壤微生物活性高于其他两种森林类型。3种森林类型土壤微生物对碳源利用差异性显著(p<0.01),森林植被类型直接影响土壤微生物功能多样性。分析表明,氨基酸是研究区域森林土壤微生物敏感碳源。     

森林植被对土壤团聚体和微生物特性的影响研究进展

森林作为陆地生态系统的核心主体,具有维持生态系统平衡、保持水土、涵养水源等重要生态功能 。植被类型是 影响土壤团聚体形成和微生物特性的重要因子,研究森林植被类型对提高陆地生态系统生产力、丰富生物多样性及缓解全 球变暖等方面具有重要意义 。森林植被和土壤微生物及土壤团聚体的相互影响及交互作用,均对森林生态系统产生了 重 要影响 。本研究重点阐述了森林植被对土壤团聚体形成及稳定性、微生物生物量、微生物群落结构及功能等方面研究进 展,并提出未来森林生态系统的土壤团聚体与微生物方面的研究重点,以期为森林生态系统的植被恢复和可持续健康发展 研究提供理论依据。     

影响森林细根分解的腐生真菌功能特性研究综述

森林细根分解是陆地生态系统养分循环的关键环节和重要过程，腐生真菌通过其特性广泛参与有机质分解、养分循环，连接植物与土壤2大碳库。环境和生物因素共同影响着腐生真菌生态功能的实现。文中综述了森林细根分解的腐生真菌功能特性、胞外酶特性、腐生真菌群落多样性变化、演替过程及影响因素，指出在后期研究中可利用高通量测序技术，深入开展腐生真菌胞外酶功能特性、营养策略、功能多样性组间协作研究，探索真菌主导的凋落物分解机制，并应用网络关系分析生境和底物异质性对腐生真菌群落结构和多样性、生态位划分、竞争或合作频率关系的影响，揭示细根分解的腐生真菌群落演替、聚集和驱动机制。