大兴安岭干旱阳坡各类退化类型土壤微生物特征研究

通过对干旱阳坡蒙古栎林、灌丛、草丛等3种群落类型的微生物群落功能多样性分析,结果表明:3种不同退化阶段的根际土微生物碳代谢活性差异均达显著水平。其中,灌草丛根际土微生物碳代谢强度最强;蒙古栎林根际土次之;而草丛的根际土微生物代谢强度最低,土壤微生物碳代谢活性最弱。三者之间均匀度指数差异不明显,说明土壤微生物均匀度未随植被的退化而发生改变。灌丛和蒙古栎林土壤微生物的碳利用模式相近。灌丛及蒙古栎林土壤微生物对31种碳源代谢能力大于草丛,差异显著。     

大兴安岭不同退化阶段土壤和植物C、N、P浓度及其化学计量特征

在大兴安岭加格达奇地区,选择处于不同退化阶段的蒙古栎林、灌丛、灌草丛和草丛,进行土壤和植物叶片C、N、P浓度及其化学计量比分析。结果表明,土壤全N、全P浓度随植被退化逐渐下降,而土壤全C浓度在灌丛达到最高。随着植被退化,各退化阶段植物群落的叶片C、N、P浓度逐渐降低,而N/P比值则逐渐增加。蒙古栎林、灌丛、灌草丛和草丛植物群落的叶片N/P比值分别为：7.35、8.04、9.36和13.61,均小于14。各退化阶段9个共有物种的叶片N/P比值,在蒙古栎林和灌丛群落中均小于14;在灌草丛群落中小于14的共有物种8个,在14～16之间的共有物种1个;在草丛群落中小于14的共有物种7个,大于16的共有物种2个。根据以往对N/P临界值的确定,可以认为该区各退化阶段的植物生长主要受N素的限制。     

大兴安岭干旱阳坡各退化阶段土壤种子库研究

通过对大兴安岭地区阳坡草丛、阳坡灌草丛、阳坡蒙古栎林、阴坡次生林等4个立地类型土壤种子库萌发实验数据统计分析,结果表明:萌发实验显示各退化阶段的土壤种子密度均较低(275~977粒·m-2),优势科以菊科、蔷薇科等草本为主;种子库与地上植被相似性表现为阳坡草丛阳坡灌草丛阳坡蒙古栎林阴坡次生林;各植被类型之间,阳坡草丛与阳坡蒙古栎林土壤种子库相似性最高,干旱阳坡和阴坡次生林土壤种子库相似性相对较低;土壤种子库密度与土壤指标没有明显关系。     

大兴安岭干旱阳坡各退化类型土壤与空气温湿度变化研究

采用土壤和空气自动记录仪,对大兴安岭干旱阳坡的灌草丛和蒙古栎林以及阴坡的土壤温湿度和空气温湿度进行了测定。结果表明,土壤温度表现为草丛灌草丛蒙古栎林阴坡,其中草丛生长季平均值比阴坡高6.01度,土壤含水量与土壤温度相反,表现为阴坡蒙古栎林灌草丛草丛,其中阴坡比草丛高78%;但是三种类型空气温湿度差异均较小,这些表明土壤温湿度的变化是影响干旱阳坡植被恢复的重要因素。     

黄土峁状丘陵区不同类型林分土壤微生物功能多样性

【目的】研究陕西退耕还林中不同类型林分下土壤微生物群落代谢多样性,从微生物的角度对当地典型植被类型做出评价,为该地区植被恢复和培育结构合理、生态功能良好的林分提供科学依据。【方法】以米脂县境内退耕坡地5种人工林(柠条林、刺槐林、油松林、侧柏林和新疆杨林)为对象,撂荒坡地为对照,采用Biolog-ECO微平板法研究不同类型林分土壤微生物代谢活性(AWCD)、土壤微生物群落代谢多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和Mc Intosh指数)及土壤微生物对不同碳源(糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类和胺类)的利用特征;运用主成分法(PCA)分析不同类型林分土壤微生物的碳源代谢特征。【结果】5种类型林分土壤微生物活性均显著提高,不同类型林分土壤AWCD值大小依次为:柠条林刺槐林油松林侧柏林新疆杨林对照;5种类型林分土壤微生物群落Simpson指数、Shannon指数和Mc Intosh指数均显著提高,其中柠条林土壤Shannon指数和Simpson指数显著高于其他4种类型林分(P0.05),而土壤Mc Intosh指数以刺槐林最大;5种类型林分土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、多酚类以及胺类6类碳源的利用率均高于对照,而不同类型林分土壤微生物对不同碳源的利用率不同。糖类是5种类型林分土壤微生物利用的主要碳源,其次为氨基酸类、羧酸类和多聚物类,而多酚类和胺类利用率较低。PCA分析显示主成分1和主成分2贡献大的碳源分别为20种和17种,在主成分分离中起主要贡献作用的是糖类、氨基酸类和羧酸类。油松林、新疆杨林和对照的土壤微生物群落具有相似的碳源利用特征,而柠条林、刺槐林和侧柏林的土壤微生物群落有各自独特的碳源利用模式,且柠条林分布在PC轴的正方向,表明柠条林土壤微生物群落对碳源的利用能力最强。【结论】黄土峁状丘陵区坡地人工林较撂荒坡地更有利于提高土壤微生物群落的代谢活性,而种植柠条比其他4种人工林更有利于提高土壤微生物群落的功能多样性。本研究从土壤微生物群落的代谢活性角度为黄土峁状丘陵区退耕还林工程中树种选择和林分培育提供了一定的科学依据。     

东北4种人工林土壤碳代谢微生物多样性特征

以土壤微生物为研究对象,应用Biolog方法研究4种人工林(白桦、兴安落叶松、红皮云杉、水曲柳)土壤微生物群落对Biolog不同类型碳源底物的利用情况。培养基平均颜色变化率(AWCD)以及微生物多样性指数均为红皮云杉和白桦林型较高,表明二者土壤微生物群落的碳源代谢能力高于兴安落叶松和水曲柳人工林。4种针、阔叶林型土壤微生物群落对氨基酸、羧酸和糖类等3类碳源的利用率较高;而在主成分中有主要贡献的也是这3类碳源,因此认为这3类碳源是导致土壤微生物群落变化的敏感碳源。     

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。     

辽宁努鲁儿虎山自然保护区植被群落α多样性分析

采用典型样地调查法,对辽宁努鲁儿虎山国家级自然保护区22种植被群落进行了α多样性分析,结果表明,在保护区22个植被类型中,"胡枝子+榛子-蒙古栎林""辽东栎-榛子灌丛"2种类型的植物多样性最高;"丛生隐子草灌草丛""野古草灌草丛"多样性最低。     

冀北山区不同植被恢复类型根际土壤细菌群落结构及多样性

【目的】研究冀北山区不同植被恢复类型对根际土壤细菌群落结构特征和多样性影响,探索自然和人工恢复对土壤微生物的作用机制,为该区域植被恢复与管理提供理论依据。【方法】以自然恢复的灌草丛、灌木林、次生林以及人工恢复的人工林根面、根际和非根际土为研究对象,通过Illumina Miseq平台对细菌16S rRNA的V3—V4片段进行高通量测序,分析土壤细菌α、β和功能多样性、群落结构组成以及与环境因子的关系。【结果】1)各恢复类型细菌α多样性差异显著(P0.05),次生林土壤细菌丰度和多样性均高于人工林,灌草丛多样性高,丰度最低;灌木林丰度高,多样性最低。不同根际范围土壤细菌α多样性差异不显著(P0.05),整体表现为根面和根际土高于非根际土。2)次生林和人工林土壤细菌群落结构有一定相似性;次生林与灌草丛、灌木林土壤细菌群落结构差异较大。根际土与非根际土细菌群落结构有一定相似性,根面土与根际、非根际土细菌结构差异较大。3)变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和厚壁菌门为优势类群。各样地有机质分解菌群(变形菌门、放线菌门和拟杆菌门)丰度差异显著,灌草丛和次生林显著高于其他样地,根面和根际土显著高于非根际土。固碳和固氮菌群(芽单胞菌门和厚壁菌门)分布较均匀。4)土壤田间持水量、有机质和全磷、植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数是影响土壤细菌群落的主要因素。土壤因子(田间持水量、有机质和全磷)对灌木林和灌草丛非根际土细菌影响极显著,对根面和根际土细菌作用较小;植被因子(植被分布均匀度、Simpson多样性指数和丰富度指数)对乔木林(次生林和人工林)不同根际范围土壤细菌群落影响均达到极显著水平。5)新陈代谢功能在KEGG上的编码基因数量最多,是土壤细菌的优势功能。各土样细菌群落KEGG功能基因序列数量和多样性差异显著,说明各植被恢复类型根际土壤中有许多具有各自独特功能的菌种,但土壤和植被不能决定土壤细菌功能多样性。【结论】恢复方式、植被类型和根系对冀北山区土壤细菌群落结构和多样性均有影响,其中恢复方式对土壤细菌多样性作用更明显,植被类型对土壤细菌群落结构影响更显著。距离根系越近,土壤细菌多样性越高,土壤细菌群落结构与非根际土差异越大。此外,环境因子如土壤养分、水分含量及植被分布状况等均与土壤细菌群落结构及多样性有关。     

历山典型植被土壤碳代谢指纹特征与差异

【目的】研究不同海拔典型森林土壤中土壤微生物碳代谢特征与差异。【方法】在山西省历山选取了7种典型植物群落,即亚高山草甸(C1),华山松纯林(C2),红桦、榆树、五角枫、辽东栎阔叶混交林(C3),榆树、核桃楸、青皮椴、辽东栎阔叶混交林(C4),白桦、青皮椴、核桃楸、华北落叶松、油松针阔混交林(C5),白皮松、油松针叶混交林(C6)、油松纯林(C7)作为实验样地。采用BIOLOG技术,研究其碳代谢指纹的特征与差异。【结果】结果表明:反映微生物活性的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)的大小顺序为C5> C1> C4> C3> C6> C7> C2,且相互之间差异显著(P <0.05),即白桦、青皮椴、核桃楸、华北落叶松、油松针阔混交林土壤中微生物群落利用碳源的能力最强,华山松纯林最低;土壤微生物代谢多样性指数同样反映这一规律。【结论】1)各植被类型下土壤微生物群落对各碳源的利用的主成分分析研究结果表明,不同植被类型下土壤微生物代谢碳源程度各异。2)综合31种碳源的利用,碳水化合利用率最高,其次依次为氨基酸、羧酸类、多聚类、酚酸类,胺类碳源的利用率最小。3)土壤微生物代谢多样性与海拔梯度并无规律性关系,而与地上植物的种类和数量密切相关。