南滚河自然保护区森林群落特征与土壤性质之间关联分析

植被类型与土壤特征之间关联性是理解“植被-环境”相互作用关系的基础,也是生态系统经营管理的重要依据。以南滚河自然保护区5种不同森林类型为研究对象,利用灰色关联法分析不同森林类型群落多样性与土壤环境因子之间的关系。结果表明,不同森林类型群落多样性存在显著差异,物种多样性指数由大到小依次为:山地雨林(Ⅱ)>沟谷雨林(Ⅰ)>半常绿季雨林(Ⅲ)>季风常绿阔叶林(Ⅳ)>中山湿性常绿阔叶林(Ⅴ)。土壤理化性质亦存在一定差异,总体而言,中山湿性常绿阔叶林的土壤理化状况优于较其他森林类型。关联度分析表明,森林群落多样性及群落特征参数与土壤理化指标的关联度存在一定差异。其中,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数与土壤pH、速效氮、全磷和容重的关联度最大;Simpson指数与土壤速效氮、有机质、全氮和容重的关联度最大;年均降雨量、年均温度、乔木覆盖度、林下植被覆盖度、凋落物厚度和土壤厚度与土壤有机质、pH、速效氮、全氮、含水量和容重的关联度最大。5种森林类型群落多样性、群落特征参数与土壤因子之间的关联度整体>0.6,均与土壤含水量和容重有较高的关联关系。表明南滚河自然保护区不同森林类型下“植被-土壤特征”存在显著的关联作用及样地差异性,与森林群落的组成、结构、多样性及样地微环境紧密的关联。     

纳帕海农田土壤氨氧化细菌的群落结构

为弄清不同季节纳帕海农田土壤氨氧化细菌群落结构的变化特征,选取代表性农田于干季和湿季采用梅花点法选取上(0~20cm)、下(20~40cm)两层土壤,结合环境因子探讨其对氨氧化细菌群落结构的影响。提取土壤总DNA,对amoA基因进行特异性扩增和高通量测序,并结合冗余分析法分析氨氧化细菌群落结构组成、丰度及其与土壤环境因子的关系,确定主要环境因子。结果表明:农田土壤有机质、全氮、水解性氮、速效磷、速效钾及硝态氮含量在湿季上层土壤中均最高,分别为70.79g/kg、2.90g/kg、389.04mg/kg、78.84mg/kg、768.92mg/kg和49.04mg/kg;干季上层土壤全磷和全钾含量为最高,分别为1.33g/kg和15.13g/kg。经高通量测序,亚硝化螺菌属(Nitrosospira)为农田土壤氨氧化细菌的优势菌属,Nitrosospira-sp.-Nsp2和uncultured-Nitrosospira-sp.为主要优势氨氧化细菌,土壤氨氧化细菌多样性表现为干季上层湿季上层湿季下层干季下层。结合冗余分析,影响干季农田上层土壤氨氧化细菌群落结构的主要环境因子及影响程度分别为速效磷全氮亚硝态氮,对于干季下层土壤则是铵态氮亚硝态氮全钾硝态氮全磷;湿季土壤氨氧化细菌群落结构明显受多种环境因子的综合影响。     

南滚河自然保护区森林土壤酶活性对海拔升高的响应

【目的】研究土壤酶活性对环境因子沿海拔梯度变化的响应,为理解南滚河国家级自然保护区不同海拔水热条件-植被-土壤理化性质与土壤酶活性之间的相互作用过程和机制提供数据支撑。【方法】选取南滚河国家级自然保护区3种不同海拔梯度典型植被带(沟谷雨林、半常绿季雨林和中山湿性常绿阔叶林),研究不同海拔不同土层森林土壤酶活性的变化特征,采用冗余分析和蒙特卡洛检验,分析环境因子沿海拔梯度变化对土壤酶活性的影响。【结果】年均降水量和Simpson指数随海拔升高呈增加趋势,而植物群落多样性(Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数)、年均气温和土壤温度随海拔升高呈下降趋势;土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量及含水量随海拔升高呈上升趋势,土壤密度和p H随海拔升高呈降低趋势,土壤C/N随海拔升高呈先增后降趋势;土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性随海拔升高呈增加趋势,土壤多酚氧化酶活性随海拔升高呈下降趋势;随土层深度增加,土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性逐渐降低,过氧化氢酶活性逐渐增加;样地微气候、植被和土壤理化性质沿海拔梯度变化对土壤酶活性具有重要影响,年均气温、年均降水量、土壤温度、植物多样性指数和土壤理化性质与土壤酶活性不同程度地相关,单一环境因子对土壤酶活性影响的重要性排序为全磷含量含水量pH有机碳含量年均气温土壤温度水解性氮含量年均降水量全氮含量全钾含量 Margalef丰富度指数土壤密度速效钾含量有效磷含量Shannon-Wiener多样性指数Pielou均匀度指数C/NSimpson指数。【结论】水热条件(年均气温、年均降水量、土壤温度和含水量)、植物多样性和土壤化学性质(p H、有机碳、水解性氮、全氮、全钾和全磷)存在明显的梯度变化,可调控不同海拔梯度内的土壤酶活性,其中土壤磷、水分、p H、碳、氮和钾是调控土壤酶活性海拔响应的关键因素。     

文山国家级自然保护区不同海拔地带性植被的土壤微生物生物量碳氮分布特征

【目的】探究文山国家级自然保护区土壤微生物生物量碳氮沿海拔地带性植被的分布特征及其关键调控因子,为理解亚热带森林土壤碳氮循环过程及其调控机制提供基础数据参考。【方法】以保护区低海拔亚热带季风常绿阔叶林、中海拔半湿润常绿阔叶林和高海拔中山湿性常绿阔叶林3种典型地带性植被类型为研究对象,采用氯仿熏蒸法研究土壤微生物生物量碳氮含量沿海拔和土层的变化,并运用偏Mantel检验、Fourth-Corner方法解析植被多样性、土壤性质与微生物生物量碳氮之间的关系。【结果】1)土壤微生物生物量碳氮含量的海拔变化差异显著（P<0.05）。3个地带性植被群落的土壤微生物生物量碳氮含量随海拔升高呈增加趋势,即亚热带季风常绿阔叶林(15.75和2.84 mg·kg^-1)<半湿润常绿阔叶林(28.05和4.95 mg·kg^-1)<中山湿性常绿阔叶林(41.61和7.80 mg·kg^-1)。2)各地带性植被带土壤微生物生物量碳氮含量均随土层加深而呈显著的减小趋势（P<0.05）,0～10 cm土层微生物生物量碳氮含量分别是...     

冗余分析在微生物生态学研究中的应用

冗余分析(Redundancy analysis,RDA)是多元回归模型的延伸,其用排序的方法对环境变量与物种间关系进行间接梯度分析,这一方法在经典生态学研究中已取得大量研究成果.本文阐述了冗余分析的概念,并在CANOCO软件RDA分析操作步骤的基础上,综述了近年冗余分析在微生物群落多样性、碳源代谢、核心微生物组、微生...     

纳帕海沼泽化草甸不同季节土壤真菌群落结构与理化性质的关系

为阐明纳帕海湿地沼泽化草甸土壤真菌群落结构的季节变化规律及其与理化性质的关系,采用稀释培养结合形态鉴定比较,分析旱季和雨季土壤真菌群落结构的季节变化,并探讨其与土壤理化性质的相互关系。结果表明：（1）土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和速效磷在0~20 cm土层为雨季>旱季;20~40 cm土层除全氮外,为旱季>雨季。土壤容重和自然含水率在0~20 cm土层和20~40 cm土层为雨季>旱季。（2）旱季和雨季土壤真菌多样性均具有明显季节变化,0~20 cm土层除均匀度指数JSW外,真菌数量、多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季。20~40 cm土层,多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季,真菌数量和均匀度指数JSW为雨季>旱季。（3）经形态鉴定,旱季和雨季分别分离到12 属和11 属真菌,群落结构组成相似性极高,但也表现出一定差异性。曲霉属和腐霉属同为旱季和雨季沼泽化草甸的优势类群;枝孢菌属和壳囊孢属是旱季特有属,链孢菌属是雨季特有属。（4）经Pearson 相关性分析：在旱季和雨季,土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾、速效磷、容重和自然含水率与土壤真菌群落结构组成相关性大。不同季节土壤真菌多样性和群落组成有明显的季节变化特征,土壤理化性质与真菌群落结构组成密切相关,为研究真菌群落对纳帕海湿地生态系统的影响提供参考依据。     

纳帕海典型湿地土壤真菌群落特征的积水条件和干湿季节变化

【目的】研究不同积水条件下纳帕海典型湿地干湿季节土壤真菌多样性和群落结构特征,为高原湿地退化过程中土壤微生物生态学机制的理解提供数据支撑,为高原湿地的保护与恢复提供数据和理论依据。【方法】选择纳帕海高原湿地不同积水条件的3种典型湿地(沼泽湿地、沼泽化草甸和草甸),采用Illumina高通量测序技术,研究0~20 cm土层土壤真菌群落干湿季节动态特征,并结合冗余分析(RDA)探讨积水条件不同所引起的土壤理化性质改变对土壤真菌多样性和群落结构的影响。【结果】1)高通量测序,共检测到土壤真菌5门29纲54属。积水条件显著影响土壤真菌群落的组成和结构,随湿地土壤水分减少,土壤真菌优势群落组成从未知菌群转变为子囊菌,未知菌群相对丰度从85.26%(干季)和66.27%(湿季)分别减少至5.63%(干季)和6.43%(湿季),子囊菌相对丰度从9.9%(干季)和10.57%(湿季)分别增加至71.11%(干季)和52.07%(湿季)。从干季到湿季,纳帕海湿地未分类真菌减少,已知分类真菌增多,优势菌纲从6个增至8个。2)真菌群落多样性在不同积水条件的典型湿地间和干湿季节间均存在差异(P0.05),在3种典型湿地间表现为无积水草甸显著高于常年积水沼泽湿地和季节性积水沼泽化草甸,在季节变化上表现为湿季干季,其中沼泽化草甸季节性变化最明显。3)积水条件显著影响高原湿地土壤理化性质,土壤含水量及有机质、全氮、水解性氮和全钾含量在干湿季节均表现为沼泽湿地沼泽化草甸草甸,且湿季干季。4)经RDA和Pearson相关性分析可知,无论干季或湿季,土壤含水量及有机质、全氮和水解性氮含量是影响不同积水条件下高原湿地真菌群落结构的主要因子。【结论】人为排干所引起的湿地水文条件变化可显著改变纳帕海高原湿地的土壤理化性质,从而导致土壤真菌群落组成、结构及多样性发生变化。     

文山典型亚热带森林土壤氮组分的海拔分布及其影响因子

  目的  探究文山自然保护区不同海拔典型植被类型土壤氮组分沿海拔梯度的变化特征，及其与环境因子的耦合关系，以期为保护区土壤质量评估提供科学依据和参考资料。  方法  以文山自然保护区不同海拔3种典型亚热带森林为研究对象，采用主成分分析法，解析环境因子沿海拔变化对氮组分的影响。  结果  （1）土壤全氮、水解性氮、铵态氮和硝态氮沿海拔上升呈显著增加趋势（P < 0.05），均在中山湿性常绿阔叶林达到峰值，其中全氮与水解氮增幅较大，分别增加了1.17 g/kg和142.05 mg/kg。（2）土壤氮各组分占比随海拔呈现不同的变化规律。相较于最低海拔亚热带季风常绿阔叶林，高海拔中山湿性常绿阔叶林水解性氮和硝态氮的占氮比分别减小了9.1%和0.26%，铵态氮占氮比则增加了0.61%。（3）环境因子沿海拔梯度呈现显著不同变化。凋落物厚度、土壤水分、养分（总有机碳、速效磷和速效钾）沿海拔上升总体呈增加趋势，而植物群落多样性和土壤温度呈减小趋势。（4）主成分分析表明，凋落物厚度和土壤总有机碳沿海拔梯度增加是决定全氮积累的主要因子，植被多样性和土壤密度的降低是影响全氮的另一个重要因素；土壤水分随海拔的增加是无机氮积累的主控因子，土壤速效磷和速效钾变化是影响水解氮的主要因素。  结论  文山土壤氮各组分能够敏感响应海拔引起的环境梯度变化，海拔通过改变凋落物输入、微气候（水热条件）、土壤坚实度（土壤密度）及土壤养分状况（如总有机碳、速效磷和速效钾）调控土壤微生物的活性和底物利用率，进而影响氮组分的变化。      

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...     

纳帕海高原湿地不同退化阶段土壤真菌群落结构特征

目的为探讨纳帕海高原湿地不同退化阶段土壤真菌多样性及群落结构特征,揭示土壤真菌对湿地退化演替的响应规律。方法采用Illumina高通量测序技术,以沼泽湿地为对照,研究纳帕海高原退化湿地不同退化阶段土壤真菌群落组成、结构及Alpha多样性特征及其与土壤理化性质的相关性。结果(1) 不同退化阶段土壤真菌类群组成及结构存在差异,包括子囊菌门、担子菌门、分类地位不确定真菌、壶菌门和接合菌门5个真菌门,其中子囊菌门在草甸中最多(71.11%),分类地位不确定真菌在沼泽湿地中最多(85.26%),担子菌门在沼泽化草甸中最多(26.8%),接合菌门在垦后湿地中最多(39.34%)。经聚类分析显示,沼泽化草甸和沼泽湿地真菌群落结构和组成较接近,草甸和垦后湿地真菌群落结构和组成与沼泽差异较大。湿地从沼泽湿地向沼泽化草甸、草甸和垦后湿地退化后,主要优势菌群发生变化,由分类地位不确定菌群转变为子囊菌、担子菌和接合菌;(2)土壤真菌Alpha多样性在不同退化阶段间存在差异(P < 0.05),且随着湿地退化加剧而增加,多样性指数(Chao1、Ace、Shannon)呈垦后湿地(671.43、685.84、3.93) > 草甸(522.25、534.22、3.58) > 沼泽化草甸(387.80、391.37、3.48) > 沼泽湿地(379.17、380.56、3.12)的变化趋势。Simpson指数呈垦后湿地(0.079) < 草甸(0.081) < 沼泽化草甸(0.092) < 沼泽湿地(0.107)的变化趋势;(3)RDA分析与Pearson相关性分析表明,土壤含水量、有机质、全氮、碳氮比、速效氮和pH显著影响着不同退化阶段湿地土壤真菌群落结构与多样性。结论不同退化阶段湿地土壤真菌群落结构和物种多样性具有显著差异,土壤含水量、有机质等理化因子对真菌多样性与群落结构影响较大,研究结果能为退化高原湿地保护与恢复提供数据及理论支持。