两种不同生境羊草根际土壤细菌群落多样性与环境因子的研究

本试验以羊草（Leymus chinensis）为优势种的草甸草原为研究对象,旨在探讨两种不同样地（样地1为原生态未扰动处理,样地2为重度退化后人工补播扰动处理）土壤条件下土壤微生物群落结构、微生物多样性及微生物间互作效应的差异。结果表明：变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）这3个门是该地区羊草根际土壤细菌优势群落;速效氮、速效钾对细菌群落结构影响较大;土壤pH在一定阈值范围内与羊草根际土壤细菌多样性极显著相关（P<0.01）;土壤有机质与羊草根际土壤细菌群落相对丰度、多样性、菌间互作显著正相关;土壤交换性钠离子含量与羊草根际土壤细菌群落多样性显著负相关;人工补播后的羊草根际土壤微生物间互作与未干扰生境下相比明显减弱。     

高寒草甸优势种功能多样性对增温和模拟放牧的响应

为探究全球变化背景下高寒草甸优势牧草的功能性状与生态系统功能的关系及变化,本研究以高寒草甸的3种优势种矮嵩草（Kobresia humilis）、冷地早熟禾（Poa crymophila）和垂穗披碱草（Elymus nutans）为试验材料,采用国际通用的开顶式生长小室（Open top chambers,OTC）的增温方法模拟全球变暖,测定增温后优势种的功能多样性指标以及群落的生产力和稳定性。结果表明：中度增温对高寒草甸群落功能丰富度和功能离散度有积极影响,但降低了功能均匀度,而轻牧只提高了功能离散度;增温和放牧均会降低高寒草甸群落稳定性和地上生产力。高寒草甸的群落稳定性与地上生产力没有显著关系;优势种的功能多样性并不影响群落稳定性,但是与群落地上生物量是负相关关系,增温没有改变这种影响方式,轻度放牧会调控优势种的功能多样性以提高地上生产力。在未来持续气候变化的背景下,适度放牧是一种保持草地可持续发展的良好管理方式。     

间作菠萝模式下不同品种椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征

【目的】为探究间作菠萝模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征,为椰子间作栽培模式管理提供科学依据。【方法】以间作菠萝和单作椰子为栽培模式,采集不同椰子品种间作菠萝模式（文椰‘4’号间作（JG）,文椰‘3’号间作（JH）,文椰‘2’号间作区1（JYO）,文椰‘2’号间作区2（JYT）,单作文椰‘3’号（CH））的根际土壤, 采用Illumina高通量测序技术检测土壤微生物组成与多样性,并将土壤理化性质与根际土壤钱群落特征进行关联分析。【结果】间作下椰子根际的土壤含水量、EC、氮、磷、钾、有效钙和有效镁含量显著高于椰子单作的,然而,间作模式的土壤pH值明显下降。 椰子间作菠萝根际土壤细菌的多样性比单作椰子的高,而真菌的多样性则低于椰子单作的。不同品种椰子种植根际土壤微生物多样性有差异：细菌的多样性排序为 JG>JYT>JYO>JH,真菌的多样性排序为JYT>JYO>JG>JH。根际土壤中的优势细菌门依序Proteobacteria（变形菌门）、 Acidobacteria（酸杆菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Verrucomicrobia（疣微菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Planctomycetes（浮霉菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Gemmatimonadetes（芽单胞菌门）、Myxococota、 Nitrospirae（硝化螺旋菌门）。真菌的优势门依次Ascomycota（子囊菌门）、Basidiomycota（担子菌门）、Rozellomycota、glomeromycota（球囊菌门）、mucoromycota、mortierellomycota、chytridiomycota（壶菌门）、basidiobolomycota。间作与单作之间细菌和真菌种类组成差异很大。通过主成分分析及聚类分析,JG、JYO和JYT三种处理的细菌群落相似度较高,且这三者与CH、JH之间细菌群落组成差异较大,另外,JH处理与CH处理相比,细菌群落组成差异也显著。JYO和JYT两种处理的真菌群落具有一定的相似性,并与JG、JH、CH处理的真菌群落组成差异性较大,说明不同品种椰子间作菠萝对微生物组成产生巨大影响。【结论】间作菠萝模式显著提高椰子土壤养分含量,对照组与间作菠萝椰子种植根际土壤微生物结构及多样性存在较大的差异。间作菠萝的不同品种椰子根际土壤微生物结构及多样性也存在差异,间作菠萝提高椰子土壤根际细菌的丰度和多样性,但降低真菌的丰度和多样性。间作模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性与土壤理化性质之间有不同程度的相关性。因此,间作菠萝在很大程度上能够提高土壤养分和改善微生物群落结构及多样性。     

增温和增氮对荒漠草原土壤可培养真菌群落结构和多样性的影响

为了探讨气候变化对荒漠草原土壤真菌群落结构和多样性的影响,进而更有效地管理草原,在内蒙古短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原进行远红外线辐射器模拟增温和人工施肥模拟增氮试验。经过6年的连续模拟试验后,采用稀释平板涂布法结合18SrRNA分子鉴定技术,对试验地土壤可培养真菌群落的组成和多样性进行分析。结果表明,1)从内蒙古短花针茅荒漠草原土壤中共分离获得17个属的可培养真菌;2)模拟增氮不增温、增温增氮处理均使可培养真菌的菌落数显著增加(P0.05),分别由不增氮不增温的菌落数6.70×105 CFU·g~(-1)升高到1.45×106和1.92×106 CFU·g~(-1),但二者间差异不显著(P0.05);3)增氮不增温、增温增氮处理的群落组成和优势属发生了改变,在增氮不增温处理中的优势菌属为镰刀菌属(Fusarium)、交链孢霉属(Alternaria)和假裸囊菌属(Pseudogymnoascus);增温增氮处理的优势菌属为青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属、交链孢霉属和Chromocleista;4)与其它两个处理相比,增氮不增温处理显著提高了荒漠草原可培养真菌的物种丰富度、均匀度和多样性。增温增氮对群落内物种丰富度、均匀度和多样性均没有显著影响。     

三江源区高寒草原退化对不同生长期土壤真菌群落的影响

土壤真菌群落在草地生态系统物质循环过程中扮演着重要角色,但草地退化对不同生长期土壤真菌群落的影响尚不清楚。本研究以三江源高寒草原为研究对象,通过野外调查和高通量测序技术,探究草原退化对植物不同生长期土壤真菌群落特征的影响及其驱动因素。结果表明,三江源区高寒草原不同生长期土壤真菌群落优势菌门均为子囊菌门和担子菌门,草原退化显著降低了优势菌门的相对丰度;在不同生长期土壤真菌群落多样性存在显著差异(P <0.05),表现为生长季初期较低,末期则较高;草原退化对土壤真菌群落多样性影响不显著(P> 0.05),但显著改变了不同生长期内土壤真菌群落结构(P <0.05);相比于原生草原,退化草原土壤真菌群落结构与植物群落特征表现出更强的相关关系,植物群落生物量和土壤有机质含量是显著影响退化草原土壤真菌群落结构的主要因子(P <0.05)。研究结果表明,草原退化改变了土壤真菌群落结构,增强了土壤真菌群落的资源限制。因此,针对植被群落的修复将有利于退化高寒草原土壤真菌群落的恢复。     

季节性不对称模拟增温对青藏高原高寒草甸群落特征的影响

为探究全球气候变暖对青藏高原高寒草甸的影响,本文采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTC)增温方式进行不对称季节性模拟增温,设置全年增温(T1)、夏秋冬季增温(T2)和春夏秋季增温(T3)3组不同处理,分析高寒草甸的群落组成及群落特征的变化。结果表明,增温后群落的优势种发生变化;群落的平均高度增加,其中T1和T3处理的群落平均高度显著增加;群落平均盖度无显著变化,但禾本科植物的高度和盖度增加;不同季节增温后群落的Patrick丰富度、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均有不同程度的变化,Pielou均匀度指数则无明显变化,表现为T1处理的群落丰富度、多样性指数和优势度指数显著降低,T3处理的丰富度和多样性指数显著降低。高寒草甸植物群落对不同季节增温处理的响应程度有所不同。     

长期、短期增温对高寒草甸AM真菌群落结构的影响

为了探究试验增温对丛枝菌根（Arbuscular mycorrhizal,AM）真菌群落的影响是否依处理时间长短而异的,本研究测定了青藏高原高寒草甸AM真菌群落对长期（17年）和短期（3年）开顶式小室（OTCs）增温的响应,推断了驱动AM群落构建的生态学过程。结果发现长期、短期增温分别降低了45.7%和80.0%的AM真菌物种丰富度。长期增温对AM真菌物种丰富度的负效应由根生物量降低所介导,而短期增温的负效应由土壤氮限制所介导。此外,长期、短期增温不仅能改变AM真菌群落的物种组成和谱系组成,还导致驱动AM真菌群落构建的生态学过程从环境过滤向环境过滤和竞争排斥的中和作用转变。上述结果说明增温对AM真菌群落的影响和作用机制是依处理时间长短而异的,也表明通过添加外源性氮素以促进植物根系的生长是缓解气候变暖对高寒草甸AM真菌多样性负效应的有效手段。     

连作对百香果根际土壤微生物群落的影响

摘 要：以连作1年和连作3年的百香果根际土壤作为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析根际土壤中的微生物群落结构组成和多样性变化,以期为克服百香果连作障碍提供指导。结果表明：连作显著降低百香果根际土壤细菌群落多样性和真菌群落丰富度,增加百香果根际土壤的细菌群落丰富度和真菌群落多样性。根际土壤微生物群落组成发生了较大的变化,在门分类水平上,连作三年的根际土壤中变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度增加了5.86%和2.21%;放线菌门（Actinobacteria）减少了3.40%,子囊菌门（Ascomycota）减少了28.41%,而毛霉门（Mucoromycota）增加了14.73%,在属分类水平上,连作三年的根际土壤中根际土壤中的γ-变形菌纲中未分类属unclassified_Gammaproteobacteria、黄单胞杆菌科未分类属unclassified_Xanthomonadaceae相对丰度显著增加,酸杆菌门中而Gp2相对丰度显著降低,子囊菌属（Archaeorhizomyces）、孢子丝菌属（Sporothrix）、粪壳菌属（Sordaria）相对丰度减少,小被孢霉（Mortierella）、镰刀菌属（Fusarium）两个病原菌属相对丰度增加。结论：连作改变了百香果根际土壤微生物群落结构,细菌多样性降低,真菌多样性升高,病原菌相对丰度增加,土壤由细菌型向真菌型转化。     

祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地 （高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸）0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明：1）沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地（P<0.05）。2）3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3）Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸（P<0.05）。4）在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5）有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关（P<0.01）。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。     

西部旱区紫花苜蓿地土壤微生物群落结构和多样性分析

为探究紫花苜蓿种植地土壤微生物与区域环境因素及土壤特征关系,本研究以西部旱区苜蓿种植地为研究对象,基于高通量测序技术,结合试验区环境因素,分析了土壤细菌和古菌的群落结构和多样性。结果表明:3个试验区苜蓿种植地土壤微生物优势菌门主要是变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,微生物群落结构差异较大;位于乌兰县试验区土壤的微生物多样性显著低于其他两个试验区; 3个试验区海拔、土壤全氮含量与微生物多样性显著相关;冗余分析发现,本文选取的环境因素能解释70%以上的土壤微生物群落变化,其中水分(降水量)和海拔解释度最高。综上所述,苜蓿地土壤微生物群落结构和多样性与环境因素(气候、海拔)、土壤质地密切相关。     

青海湖高寒草地土壤理化性质及微生物群落特征对模拟降水的响应

为探究高寒草地生态系统特征对降水变化的响应,本研究以青海湖鸟岛高寒草地生态系统为研究对象,通过设置减少50%降水（NJ）、增加50%降水（NZ）试验处理和对照（NCK）3组不同降水条件,探究土壤理化因子及微生物群落对不同降水梯度的响应特征。研究结果表明：NJ,NZ处理均增加了细菌群落的丰富度降低了其多样性;NJ处理增加真菌群落的丰富度降低了其多样性,NZ处理增加了真菌群落的多样性降低了其丰富度;NJ处理增加了细菌和真菌群落的相对丰度,NZ处理降低了真菌群落相对丰度增加了细菌群落相对丰度;NZ,NJ处理下土壤温湿度及生物量变化差异显著,土壤硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）及全碳含量变化显著;土壤环境因子对土壤微生物群落组成与多样性具有显著影响。综上,土壤理化性质及微生物群落对降水变化的响应明显,真菌对降水处理的响应比细菌更为敏感。     

库车山区新疆假龙胆适生地植物群落多样性及其环境解释

采用相关分析和RDA排序法分析了天山南坡中段库车山区新疆假龙胆适生地植物群落多样性特征及其环境影响因子。结果表明,在新疆假龙胆适生地植物群落的24个样地中,共记录到物种87种,隶属于20科54属;共有10种植物群落类型,其结构组成及物种多样性组成是不同的,分布较广的物种为菊科、禾本科、豆科和蔷薇科。各群落物种多样性指数中,Simpson指数最高,各样地间多样性指数测值变幅较大。群落物种多样性指数及种群数量特征与环境因子的相关性分析表明,群落物种Margalef丰富度指数显著受土壤全N、全P的影响;群落物种Simpson多样性指数显著受海拔、土壤总盐的影响;群落中新疆假龙胆的重要值及其种群数量受pH的显著影响;群落中新疆假龙胆种群高度显著受有效K、海拔和土壤总盐的影响。RDA分析表明,全N、全P、有效K、pH、海拔是影响群落物种多样性的主要环境因素。     

长期增温对高寒草甸植物群落和土壤养分的影响

采用国际冻原计划模拟增温效应的方法,研究了连续增温16年后高寒草甸和高寒灌丛的植物群落结构、地上地下生物量、物种多样性、土壤养分含量的响应,以期揭示长期增温对植物群落特征和土壤养分的影响。结果表明:与对照相比,长期增温使高寒草甸植物群落高度增加18.4%,盖度降低5%;灌丛群落高度增加42.8%,盖度增加12.9%。草甸群落地上生物量减少23.6%,0~10,10~20,20~30 cm的地下生物量分别减少22.2%,38.6%,52.1%;灌丛群落地上生物量增加15.1%,0~10,10~20,20~30 cm的地下生物量分别增加4.9%,17.5%,3.1%。草甸群落物种数减少7%,灌丛群落的物种数减少30%。长期增温使草甸和灌丛的土壤速效磷和全磷增加,而全钾降低,其他元素含量变化不一致。长期增温改变了高寒草甸和高寒灌丛的群落结构以及土壤养分含量,但对二者的影响不完全相同。     

黄河源区发草适生地植物群落特征及其土壤因子解释

本研究以黄河源区发草作为研究对象,通过生境地植物群落物种结构组成、多样性分布、土壤理化特性等调查,采用相关分析和RDA排序法分析了黄河源区玛沁县5个发草适生地植物群落多样性特征和土壤影响因子及其关系,以期揭示影响发草种群在复杂多样高寒沼泽异质生境中适应性的关键环境因子.结果表明:1)不同发草适生地植物群落结构、组成和多...     

巴音布鲁克新疆假龙胆适生地植物群落物种多样性及其环境解释

为研究新疆巴音布鲁克地区不同土壤层次环境因子对新疆假龙胆适生地植物群落物种多样性的影响,为新疆假龙胆物种多样性保护提供理论依据.采用野外样地调查的方法,在新疆假龙胆适生海拔范围内共设置了16个样地进行植物多样性统计分析,共调查到植物72种,隶属22科48属,以豆科和禾本科植物为主.根据样地内各物种重要值的大小将所有采样...     

三种人工草地小型土壤节肢动物群落多样性动态及其差异

小型土壤节肢动物是草地生态系统的重要组成部分,不仅对物质循环具有重要的作用,还对草地土壤质量或健康状况起指示作用。为了查明青藏高原地区建植不同单播人工草地对小型土壤节肢动物群落多样性的影响,在川西北红原县境内选取建植期为3和5年的老芒麦、垂穗披碱草和苜蓿3种多年生单播人工草地作为研究样地,并以天然草地为对照样地。2018年7和10月,采集各样地0~15 cm的土样并利用Tullgren法分离小型土壤节肢动物。结果表明:1)小型土壤节肢动物群落结构在不同牧草样地间存在差异,影响群落结构的主要是盖头甲螨属、板蒲螨属和长角毛蚊科等;在建植期为3年时,各样地间的小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数无显著差异(P>0.05);建植期为5年时,小型土壤节肢动物群落密度、类群数和Shannon多样性指数在天然草地和苜蓿样地中无显著差异(P>0.05),但两者显著高于老芒麦和垂穗披碱草样地(P<0.05);此外,小型土壤节肢动物群落的季节动态在不同样地间也存在差异;2)随着建植年限的增加,小型土壤节肢动物群落的密度、类群数和Shannon多样性指数在老芒麦和垂穗披碱草样地显著降低(P<0.05),在苜蓿样地呈缓慢增加趋势(P>0.05),但均低于天然草地;3)影响小型土壤节肢动物群落组成结构的主要环境因子是土壤速效磷含量以及C/N和N/P;此外,小型土壤节肢动物群落密度与土壤速效钾含量呈显著正相关(P<0.05),类群数及Shannon多样性指数与植物群落盖度呈显著正相关(P<0.05)。研究结果表明,在青藏高原上建植单播人工草地对小型土壤节肢动物群落的影响因牧草种类而异并随建植年限变化。建议对高寒地区建植期达到4年的垂穗披碱草、老芒麦和苜蓿单播人工草地进行改造,以提高小型土壤节肢动物多样性,促进草地生态功能正常发挥。     

荒漠草原土壤粗质化和养分减少伴随多年生群落转变为一年生群落

为明晰荒漠草原植物群落物种空间分布对土壤环境因子的响应,2018年在宁夏盐池县荒漠草原区域,沿灰钙土内部、边缘和外部生境,基于样线法开展植被和土壤调查及采样,采用多元回归树和冗余分析相结合,探讨植物群落随土壤因子的空间变化特征以及不同群落特征的差异。结果表明,沿灰钙土内部、外部和边缘生境:1)短花针茅+糙隐子草+披针叶黄华群落,苦豆子+白草群落逐渐转变为猪毛蒿+猪毛菜群落。2)土壤粗砂粒、有机碳和全磷含量是群落物种组成空间变化的主要控制因子。3)植物群落高度、盖度和生物量呈显著降低趋势;群落物种多样性呈先增加后减少趋势;植物群落密度呈显著增加趋势。结论沿灰钙土内部、边缘和外部生境,土壤粗颗粒含量增加,养分含量降低,多年生植物群落转变为一年生植物群落。相对于残存的灰钙土生境植物群落,经历过严重沙化的生境,多年生物种比例、植物多样性和生物量依然较低。     

黄土丘陵区天然群落的植物组成、植物多样性及其与环境因子的关系

选择陕北黄土丘陵区不同立地条件下的4个典型群落,进行群落调查与土壤水分和养分的测定,探索天然群落自然恢复过程中群落的结构组成、植物多样性与环境因子的关系,为该地区的植被恢复提供指导。结果表明:植物群落组成主要集中在菊科、禾本科、豆科和蔷薇科,这4大科植物在该区具有较强的生态适应性;研究区天然群落组成较为简单;铁杆蒿(Artemisia sacrorum)在各立地均有分布,且重要值相对较大,为各个群落的优势种或者亚优势种;植物的生活型中多年生草本植物占优势,其次是半灌木,再其次是一、二年生草本植物,灌木植物所占的比例最少;相同坡向不同坡位的群落较为相似;不同立地条件下群落多样性指数的大小与各立地的水分条件关系密切。植被盖度、坡度、海拔高度和坡向对多样性产生影响,主要是通过直接影响土壤含水量实现的。土壤含水量是影响植物群落组成和多样性最为关键的生态因子,是黄土高原植被恢复和重建的关键性因子。