赤水河流域典型植被类型的土壤微生物群落结构与多样性

土壤微生物是反映土壤环境质量的重要指标,为明确赤水河流域典型植被类型土壤微生物群落特征及优势菌属,为生态系统的恢复与管理提供理论依据,采用高通量测序技术研究了赤水河流域的5种典型植被类型(灌丛、针阔混交林、常绿阔叶林、杉木林和竹林)土壤的微生物群落结构及多样性,并探讨了其主要影响因子。结果表明:(1)不同植被类型的细菌和真菌丰富度Chao1指数差异均不显著,说明二者所观测到的物种总数没有差异。Shannon指数显示各植被类型微生物多样性存在一定差异,细菌多样性以竹林最低,显著性低于灌丛和针阔混交林(p<0.05); 真菌多样性以灌丛和杉木林显著性高于其他3种植被类型(p<0.05)。(2)5种植被类型土壤细菌优势门(相对丰度>10%)主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。其中变形菌门(Proteobacteria)在灌丛、针阔混交林和常绿阔叶林中占绝对优势(相对丰度为29.70%～33.62%),而放线菌门(Actinobacteriota)则在杉木林和竹林中最为丰富,相对丰度占比分别为32.88%,29.88%。各植被类型土壤真菌门以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌群(相对丰度>49%)。(3)5种植被类型土壤细菌和真菌中优势菌属差异较大。在细菌属水平上,针阔混交林和竹林分别以未定名的Vicinamibacterales和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势,而其他3种植被类型则以节杆菌属(Arthrobacter)最丰富。在真菌属水平上,灌丛和常绿阔叶林中优势关键属为子囊菌门(Ascomycota)未分类真菌属(unclassified_p_Ascomycota),杉木林以被孢霉属(Mortierella)最丰富,而针阔混交林和竹林中均以沙蜥属(Saitozyma)相对丰度最高。(4)NMDS分析表明,土壤细菌与真菌群落空间分布差异显著。(5)冗余分析表明,土壤含水量、pH值和TN(总氮)对土壤细菌群落结构具有显著性的影响,而pH值、容重、TOC(总有机碳)、TN和TP(总磷)对真菌群落结构影响显著。综合分析可知,针阔混交林土壤细菌群落较丰富,杉木林土壤真菌生长较旺盛,而灌丛土壤细菌和真菌多样性均较高,应采取有效措施提高主要林分土壤养分,从而激发微生物的生长,改善土壤环境。     

基于高通量测序的两种植被恢复类型根际土壤细菌多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型土壤微生物细菌群落结构、多样性的变化特征,以流动沙地为对照,运用高通量测序技术,对自然恢复的油蒿群落、人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤细菌多样性进行了研究,并分析了土壤理化性质对其分布的影响。结果表明:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型对细菌多样性产生了正效应,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。其中,自然恢复的油蒿群落土壤细菌丰度高于人工种植的中间锦鸡儿群落;(2)变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为研究区土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门在各样地丰度比例最高,变形菌的4个亚群变化趋势一致,α-变形菌相对含量在油蒿和中间锦鸡儿群落根际土壤中明显增加,尤其是自然恢复的油蒿群落根际土壤中α-变形菌得到了很好的恢复;(3)土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤含水量是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,典型相关分析表明土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、速效氮含量对于研究区土壤细菌群落遗传多样性的变化起着重要作用。     

连作年限对设施百合土壤微生物多样性的影响

为探究不同年限连续栽培百合的设施土壤细菌和真菌群落组成变化及其与环境因子间的关系,采用Mi Seq高通量测序技术,对连作4年(C4)、连作5年(C5)和连作7年(C7)设施百合红壤中细菌和真菌群落组成和多样性的变化进行了研究。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌有效序列分别是249003和451044个,细菌和真菌OTUs总数分别是906和298个。Alpha多样性分析显示,随连作年限延长设施百合红壤中细菌香农指数和辛普森指数显著升高,真菌香农指数和辛普森指数显著下降。在物种组成分析中,属于细菌优势菌种的有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占细菌总数比例分别是85.17%、81.04%和81.64%;而真菌菌门中,只有子囊菌门(Ascomycota)一个优势菌种,并且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占真菌总数比例分别93.69%、92.20%、84.31%。不同连作年限土壤中,子囊菌门镰刀菌属(Fusarium)丰度比例达44.02%～58.83%。相关性分析显示,p H值、有机碳、总氮与变形菌门、放线菌门、酸杆菌门丰度显著相关;p H与青霉属(Penicillium)显著正相关,与镰刀菌属显著负相关。由此可以认为,连作后土壤细菌微生物群落多样性指数显著上升,真菌微生物多样性显著下降,同时土壤中细菌的优势菌种有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,在真菌群落组成中子囊菌门占主导,连作后子囊菌门中占主导地位的镰刀菌属数量的增长可能是引起设施百合红壤连作障碍的主要原因之一。     

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。     

纳帕海高原湿地土壤微生物群落对土地利用方式改变的响应

【目的】探明高原湿地不同土地利用方式下土壤理化性质的改变对微生物群落结构及多样性的影响,为纳帕海高原湿地土地利用管理提供理论依据。【方法】以人类活动干扰下形成的放牧草地和耕地为研究对象,以自然沼泽湿地为对照,运用Illumina高通量测序技术比较不同土地利用方式下土壤微生物群落结构和多样性特征,并采用Mantel test分析土壤理化环境改变对土壤微生物群落的影响。【结果】(1)相较于自然沼泽湿地,耕作与放牧显著降低了土壤含水量、有机质、全氮和速效氮,却提高了全磷、碳氮比和容重（P <0.05）。(2)耕作和放牧显著增加土壤细菌与真菌α多样性（P <0.05）,三种利用方式间β多样性差异显著（P <0.01）。(3)耕作和放牧显著改变细菌和真菌群落结构,其中耕作使变形菌门、厚壁菌门和绿弯菌门相对丰度显著增加21.07%～123.61%,酸杆菌门、放线菌门和芽单胞菌门显著减小62.7%～75.29%;耕作使子囊菌门、担子菌门、接合菌门相对丰度显著减小71.33%～96.47%,未分类真菌门相对丰度显著增加722.97%;放牧使细菌浮霉菌门和疣微菌门增加57.46%、17...     

秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响

为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS) 4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析土壤细菌和真菌群落结构和多样性,探索影响微生物群落的主控环境因子。结果表明, SS作物产量在2016年和2017年分别比RT显著提高11.6%和8.2%(水稻)、4.8%和3.6%(小麦),与RS无显著差异。相比RT,秸秆还田处理显著降低了土壤pH,提升了土壤有机碳和铵态氮含量;与RS相比,SS处理提高了铵态氮含量。秸秆还田处理提升了真菌群落多样性,但对细菌群落多样性无显著影响。SS与RS在细菌真菌群落多样性方面均无显著差异。相关性分析表明,细菌群落多样性与土壤pH呈负相关,与总氮含量呈正相关;真菌群落多样性则与土壤有机碳含量显著正相关。NMDS分析表明,施肥对于细菌群落结构影响较大(55.61%),真菌群落结构则对秸秆还田响应更明显(26.94%)。与RT相比,秸秆还田显著提升了细菌放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门的相对丰度,同时显著提升了真菌中子囊菌门的相对丰度,降低了担子菌门和接合菌门的相对丰度,加强了土壤碳氮循环能力并抑制了病原菌。SS与RS相比,仅提升了真菌中子囊菌门的相对丰度。综上,秸秆还田配施缓释肥有助于维持或者提高土壤养分有效性、作物产量及细菌真菌群落多样性,可以促进土壤碳氮循环。     

缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌群落对气候变化的响应

采用控制系统来模拟未来大气CO₂浓度和气温升高的气候变化情景,借助基于半导体芯片技术的IonS5TMXL测序平台并结合相关生物信息学方法对气候变化背景下缓释肥处理的麦田土壤进行16S rRNA细菌V4区和18S rRNA真菌ITS区测序分析,探究了缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌对气候变化的响应。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌平均有效序列数分别是80543和64303个,平均OTUs分别是3149和1161个。Alpha多样性分析显示,大气CO₂浓度升高小麦土壤细菌的Shannon和Chao1指数均降低,而土壤真菌在各气候环境下均无显著差异。主成分分析显示,各处理下土壤细菌群落结构差异不明显,真菌群落结构在气温升高时差异明显。缓释肥处理与普通肥相比,土壤细菌和真菌的Alpha多样性及群落结构在不同气候条件下均没有差异。菌群分类学表明,小麦土壤的优势细菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,主要的优势细菌属有9种;优势真菌门为子囊菌门、被孢菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有7种。大气CO₂浓度升高条件下,施用普通尿素使变形菌门和鞘氨醇单胞菌属的相对丰度分别增加10.34%和46.27%。在对照温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属相对丰度分别显著增加39.85%和295.33%;在升高温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属分别增加33.16%和154.49%。CO₂对变形菌门、鞘氨醇单胞菌属和毛壳菌属的影响达显著水平。在各气候变化环境下,各土壤理化性质均有所改善;与普通氮肥相比,缓释氮肥处理在各气候环境下土壤有机质、碱解氮和全氮含量降低,土壤有效磷和总磷含量升高。冗余分析表明,土壤细菌群落结构主要受土壤全氮和盐分含量的影响,而真菌群落结构主要受土壤pH和有效磷含量的影响。研究结果表明,未来气候环境变化对土壤微生物群落的影响大于缓释肥处理。该结果加深了缓释肥对土壤微生物群落结构和多样性影响的认识,为未来气候环境变化下缓释肥推广使用提供理论依据。     

植被恢复对黄土高原矿区重构土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响

[目的]研究黄土高原矿区重构土壤植被恢复对土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响,准确评价植被恢复对该地区的土壤生态恢复效果。[方法]在内蒙古自治区准格尔旗选择3种典型植被恢复类型(灌木、乔木、草地)和未复垦地采集0—20 cm土壤样品,采用扩增子测序技术分析了土壤真菌多样性和群落组成,同时结合土壤理化性质探讨了不同植被恢复类型影响真菌群落多样性的重要因素。[结果]①与未复垦地相比,3种典型植被恢复类型不仅对土壤理化性质和酶活性均有明显提升,还提高了土壤真菌可操作分类单元(OUTs)和多样性指数,且差异显著,以灌木的效果最好。②真菌主要菌门相对丰度在各样地变化趋势为子囊菌门(Ascomycota)担子菌门(Basidiomycota)球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度之和已超过50%,土壤真菌群落结构在4个样地之间保持了一定的稳定性。③土壤含水量为影响真菌群落结构的最主要因素。[结论]植被恢复影响土壤理化性质、酶活性及真菌群落多样性,黄土高原矿区生态恢复是一个漫长的过程,在生态恢复过程中,宜种植灌木来改善重构土壤的生态环境。     

菜-菌轮作模式下土壤微生物群落结构及多样性的变化

为明确菜-菌轮作模式对土壤微生物的影响,基于高通量测序技术,对4种轮作模式下的土壤微生物群落结构与多样性进行了研究,结果显示:不同轮作模式下土壤样品中真菌和细菌OUT总数分别是2298和15840条,相较于常规轮作模式A,菜-菌轮作模式B、C、D下真菌的OUT总数、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数降低显著,Simpson指数增加明显,但细菌的各参数没有显著的差异;其土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量显著高于常规轮作模式A;真菌的优势群落是子囊菌门,相对丰度在66%以上,枝孢属、镰刀菌属两类致病菌群的丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中降低明显;细菌的优势群落是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门,鞘氨醇单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中显著提高;聚类分析表明菜-菌轮作模式C、D下微生物群落结构相似度最高,常规轮作模式A可划分为区别于菜-菌轮作模式B、C、D的单独类群。综上所述,菜-菌轮作可降低真菌群落丰度,改变土壤微生物群落的结构组成,同时提高土壤中有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度。     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

植被复垦对露天煤矿排土场土壤化学及生物学特性的影响

为探讨农牧交错带煤矿排土场不同植被复垦模式对土壤肥力的影响,以黑岱沟露天煤矿排土场不同植被类型(山杏+苜蓿(A1)、杨树+苜蓿(A2)、杨树+沙棘(A3)、杨树+披肩草+苜蓿(A4)、未复垦(CK))土壤为研究对象,通过简单相关分析和通径分析研究浅层(0—20cm)土壤化学性质和酶活性与土壤微生物量间的相关关系,揭示不同植被复垦下土壤微生物量差异的驱动因子,并采用土壤恢复指数(RI)评价不同植被复垦对露天煤矿排土场土壤质量的影响。结果表明:(1)与未复垦(CK)相比,不同植被复垦样地土壤有机质含量、碱解氮含量、土壤酶活性和微生物量均显著增加(p<0.05),但pH无明显变化规律且差异不显著(p>0.05),并且0—10cm明显高于10—20cm土层。(2)土壤微生物量碳、氮与土壤酶活性和有机质含量呈显著或极显著正相关关系,与pH和有效磷含量则均未表现出相关性。由于土壤微生物量碳和氮对有机质含量和蔗糖酶活性变化比较敏感,因此对土壤性质变化具有指示作用。(3)不同植被复垦土壤恢复指数在0—10,10—20cm土层分别表现为A3>A2>A4>A1和A3>A2>A1>A4。因此,杨树+沙棘(A3)和杨树+苜蓿(A2)复垦方式对矿区排土场土壤质量的改善较好。     

人工草地建设对甘南草原土壤理化特性和微生物数量特征的影响

研究甘南草原高寒草甸退化草地人工种草后土壤理化性质和微生物数量特征,为退化草地的修复与利用提供参考。于2017年5,7,10月分别采集播种燕麦、黑麦及其未播种的草地土壤,测定其理化特性及微生物数量特征。结果表明:人工种植的黑麦草地土壤水分均大于燕麦人工草地,5,7月人工草地土壤含水量均显著大于对照草地,但10月差异不显著(P>0.05);pH在各月份不同播种方式下差异均不显著(P>0.05);土壤全氮、全磷在不同月份间差异亦不显著(P>0.05),但黑麦人工草地5月10—20cm层的有机碳、10月40—50cm层的全氮含量均显著大于燕麦人工草地及对照样地(P<0.05),7月20—30cm层燕麦人工草地的有机碳含量显著大于黑麦人工草地及对照草地;5月0—30cm层燕麦人工草地和黑麦人工草地的细菌数量显著高于对照草地的细菌数量(P<0.05),7月0—10cm层人工草地细菌数量显著高于对照草地(P<0.05),10月黑麦人工草地0—30cm层细菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);5,10月真菌数量在0—10cm层人工草地显著高于对照草地(P<0.05),7月10—30cm层人工草地的真菌数量、0—10cm层的放线菌数量均显著高于对照草地(P<0.05);冗余分析发现,土壤细菌和真菌的变化具有联动性,且与土壤有机质、全氮、全磷等养分呈正相关。综上,人工种草后土壤养分的变化导致了土壤微生物数量的差异,这需要在草地管理中予以重视。     

黄土丘陵区典型植被群落坡面土壤优先流特征及其影响因素

以黄土丘陵区3种典型植被群落(白羊草、铁杆蒿和杠柳)为研究对象,并以退耕1年的撂荒地作为对照(CK),采用原位染色示踪和实验室分析相结合,对比分析不同植被群落斑块格局下的土壤优先流特征,探究植物根系、土壤理化性质对优先流的影响。结果表明:相较CK,植被恢复提高了优先流发育程度;对于各植被斑块,铁杆蒿植被斑块具有最高的染色面积比(45.62%)、最大染色深度(30.30 cm)、优先流比(39.76%)和长度指数(475.90%),杠柳次之,白羊草最小;而对于同一植被群落,除白羊草群落外,其他群落优先流发育程度表现为植被斑块大于裸地斑块;通过结构方程模型发现,优先流染色面积比主要受到土壤总孔隙度、团聚体稳定性、根系生物量密度和有机质含量的直接影响,解释方差可达70%。因此,植被的自然恢复通过其根系发育影响土壤性质,进而改善土壤优先流发育程度,提高土壤入渗能力。     

荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

[目的]以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法]针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果]退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论]"围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。     

河口湿地红树林植被恢复对土壤养分动态的影响

以泉州湾河口人工红树林湿地为研究对象,以光滩为对照,采集0—10,10—20,20—30 cm土层土壤,研究不同红树林恢复(桐花树、秋茄、秋茄-桐花树混交林)对河口湿地土壤pH、有机质及主要养分元素(氮磷钾)的影响。结果表明:不同植被恢复模式下土壤pH和有机质含量呈明显的垂直变化特征,相对于无植被的光滩(恢复前),红树林植被恢复显著降低了土壤pH (P＜0.05),但增加了土壤有机质含量(P＜0.05)。不同红树林恢复模式下,土壤碱解氮、有效磷、速效钾和全钾含量均大致表现为随土层深度的增加而增加,而全磷含量则表现为随深度的增加而降低。相对于恢复前,红树林植被恢复均增加了表层土壤主要养分(氮磷钾)含量,其中,以桐花树—秋茄混交林的影响最为显著(P＜0.05)。综上,不同模式红树林植被恢复对河口湿地土壤理化性质和养分动态具有明显的调节作用,其中,混交林模式通过高效利用地上地下空间,改善土壤结构和质量,增加生物量和养分归还量,显著改善了土壤养分动态,是河口区植被恢复的优选手段。研究结果可为加强河口红树林湿地养分管理、维护湿地系统养分平衡提供科学参考。     

黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征

[目的]探究黄土高原植被恢复过程中土壤微生物的演变特征,为黄土高原生态恢复重建工作提供科学参考。[方法]以Web of Science数据库和CNKI数据库中的期刊论文为数据源,运用CiteSpace文献计量工具对黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变的研究概况及研究热点进行分析。[结果]2002—2018年黄土高原植被恢复过程中土壤微生物演变特征相关文献的发表数量随时间呈增长趋势;国内外研究热点主要围绕土壤微生物量、微生物群落结构以及酶活性展开,且对于微生物量的关注度比较高;在植被演替过程中,微生物生物量和酶活性总体增加,微生物群落从贫营养型向富营养型转变,土壤微生物群落结构和功能的进一步改善。不同植被类型对土壤生物质量改善效果不同,总体来说,混交林作用效果最好,刺槐和柠条纯林次之,荒草地和油松纯林最低。[结论]黄土高原植被恢复土壤微生物今后的研究应注重微生物关键种的识别、参与碳氮磷循环的功能微生物以及全球变化对微生物群落影响等方面。     

黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征

现存不同植物群落的土壤水分和养分特征对有效干预和调控植被恢复有着非常重要的参考价值。在黄土高原丘陵沟壑区的吴旗,对不同恢复方式(封禁下的自然恢复、无管理下的自然恢复、人工造林、人工种草)下的植被样方进行调查与采样,采用典范变量分析,研究了不同植物群落的土壤水分和养分变化特征。结果表明,封禁自然恢复植物群落的土壤水分、有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量相对较高;近20年龄及以上的人工林地群落与人工草地群落下的土壤水分和速效磷含量很低;无管理下的自然恢复植物群落、4年龄的沙棘林地群落和农田的土壤水分含量和速效磷含量较高,而土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和速效钾含量较低。这些植被群落下的土壤水分含量变化在凋萎湿度和50%田间持水量之间,均处于严重亏缺状态,土壤养分也处于较低的水平。相比之下,人工植被消耗大量的深层土壤水分,特别是20年龄以上的人工林地及人工草地,其200～500cm土层的土壤含水量几乎接近凋萎湿度。综合分析表明,封禁自然恢复是黄土高原丘陵沟壑区植被恢复的有效措施。     

覆土处理对高寒矿区露天煤矿排土场植被和土壤特征的影响

[目的]探讨高寒矿区覆土处理对露天煤矿排土场植被恢复的影响,以评估覆土措施在露天煤矿排土场所达到的植被恢复效果,为高寒矿区生态保护和恢复提供技术依据。[方法]调查分析青海省木里煤田不同年限5个覆土处理和3个不覆土处理矿区排土场植被群落特征和土壤理化性质。[结果]在覆土处理下,随着建植年限的增加,木里煤矿排土场植被和幼苗盖度显著增加(p<0.05),土壤速效磷、全钾、速效钾和有机质含量呈增加趋势,但未达显著水平;煤矿区排土场不覆土和覆土处理,植被特征和土壤理化性质主要指标差异不显著;非度量多维尺度分析结果表明:影响高寒煤矿区排土场植被生长的主要土壤养分是全氮、速效氮、速效钾和有机质。[结论]高寒矿区露天煤矿排土场植被恢复的关键措施不是覆土处理,可通过施足有机肥和化肥的方式代替覆土处理达到植被恢复的目的。     

复垦煤矸山不同利用类型土壤微生物群落分析

土壤微生物是表征土壤质量状况的重要指标,因此研究其群落特征对指导煤矸山植被恢复具有重要意义。以山西霍州曹村矿煤矸山为对象,分析了农田(WL)、果园(PO)和草地(GL)3种土地利用类型0~10 cm和10~20 cm土层土壤微生物群落结构。结果表明:(1)3种复垦样地土壤微生物总数、微生物总浓度和微生物群落浓度均低于普通农田(CK),表明该煤矸山复垦地土壤质量状况仍未达到与普通农田相当的水平。(2)从土壤微生物群落结构看,3种土地利用类型中革兰氏阳性菌、细菌和放线菌所占比例无显著差异,而革兰氏阴性菌和真菌占比有显著变化。(3)在3种样地中,WL和PO样地中的优势菌种均为细菌16∶0、真菌18∶1 w9c和革兰氏阳性菌i15∶0、a15∶0;而GL样地中的优势菌种为细菌16∶0、真菌18∶1 w9c和革兰氏阳性菌i15∶0。     

Soil microbial communities response to herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid butyl ester

2,4-Dichlorophenoxyacetic acid butyl ester (2,4-D butyl ester) is extensively applied for weed control in cultivation fields in China, but its effect on soil microbial community remains obscure. This study investigated the microbial response to 2,4-D butyl ester application at different concentrations (CK, 10, 100 and 1000 μg g^?1) in the soils with two fertility levels, using soil dilution plate method and phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. Culturable microorganisms were affected by the herbicide in both soils, particularly at the higher concentration. After treating soil with 100 μg g^?1 herbicide, culturable bacteria and actinomycetes were significantly higher, compared to other treatments. Treatment of soil with 1000 μg g^?1 2,4-D butyl ester caused a decline in culturable microbial counts, with the exception of fungal numbers, which increased over the incubation time. PLFA profiles showed that fatty acids for Gram-negative (GN) bacteria, Gram-positive (GP) bacteria, total bacteria and total fungi, as well as total PLFAs, varied with herbicide concentration for both soil samples. As herbicide concentration increased, the GN/GP ratio decreased dramatically in the two soils. The higher stress level was in the treatments with high concentrations of herbicide (1000 μg g^?1) for both soils. Principal component analysis of PLFAs showed that the addition of 2,4-D butyl ester significantly shifted the microbial community structure in the two soils. These results showed that the herbicide 2,4-D butyl ester might have substantial effects on microbial population and microbial community structure in agricultural soils. In particular, the effects of 2,4-D butyl ester were greater in soil with low organic matter and fertility level than in soil with high organic matter and fertility level.