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。     

高原湿地纳帕海不同演替阶段下土壤养分和酶活性干湿季节变化

以纳帕海原生沼泽、沼泽化草甸、草甸和耕地为研究对象,研究雨季和旱季土壤养分与酶活性,以揭示土壤养分和酶活性的季节动态,反映其对湿地退化的响应。结果表明:除有效磷外,土壤有机碳、全氮、有效钾和碱解氮含量呈现为雨季高于旱季;土壤脲酶活性呈现雨季低于旱季,但蔗糖酶活性除原生沼泽外,雨季高于旱季;且各个演替阶段中土壤养分和酶活性的季节变化幅度不同。相关关系分析表明,土壤养分与酶活性成显著正相关或是显著负相关。     

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。     

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。