滇中亚高山森林土壤细菌多样性及群落结构对N沉降的响应

【目的】研究N沉降对不同森林类型细菌多样性及群落结构的影响,旨在为我国西南亚高山森林土壤细菌群落以及森林生态系统应对N沉降等研究提供理论基础。【方法】以亚热带高海拔季风气候区高山栎林、云南松林、华山松林和常绿阔叶林为研究对象,设定4个N施氮水平：对照(CK, 0 g·m^-2·a^-1)、低氮(LN,10 g·m^-2·a^-1)、中氮(MN, 20 g·m^-2·a^-1)、高氮(HN, 25 g·m^-2·a^-1),测定施N18个月后土壤细菌多样性及群落结构变化特征。【结果】1)4种林分类型土壤细菌多样性存在一定差异,细菌α多样性指数表现为：常绿阔叶林>华山松林>云南松林>高山栎林;不同施N浓度会造成细菌多样性变化,即随着施N浓度增加,细菌多样性呈先下降后上升的趋势。2)不同施N处理下,土壤细菌群落优势门均由酸杆菌门(29.10%～44.46%)、变形菌门(25.22%～37.50%)、放线菌门(9.3%...     

模拟氮沉降对杉木林土壤氮循环相关微生物的影响

【目的】土壤微生物数量是衡量土壤氮素循环生化功能变化的重要指标。通过野外模拟试验,探讨短期氮沉降中不同氮素形态的沉降量对土壤中可培养固氮菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌和反硝化细菌数量的影响,以及初期的变化趋势对森林氮素调控和环境管理的重要意义,为深入研究氮沉降对杉木林森林生态系统的影响提供参考。【方法】2013年5月,在杉木幼龄林内建立30个1 m ×1 m的样方,进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg· hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(I铵态氮、II硝态氮)的模拟沉降试验。分别于2013年6,8,10月从0～10 cm和10～20 cm 土层取样测定微生物数量。固氮菌数量测定采用稀释平板计数法,硝酸和亚硝酸细菌数量采用 MPN-Griess 比色法,反硝化细菌(厌氧)采用酚二磺比色法。【结果】各处理的0～10 cm土层中固氮菌数量均高于10～20 cm 土层;随着氮沉降量增加,可培养固氮菌数量先升高后降低。低于60 kg·hm －2 a －1铵态氮处理有利于固氮菌生长。0～10 cm 土层亚硝酸细菌数量,随铵态氮沉降量增加,先升高再降低最后趋于平缓,在 N1或 N2处理达到最大值;施硝态氮时,菌落数量先降低再升高最终趋于平稳。在6月,虽然铵态氮和硝态氮的氮沉降量相同,但0～10 cm 土层中的亚硝酸细菌数量差异极显著,10～20 cm土层差异显著。8月和10月的硝酸细菌数量变化趋势相同,均为随氮沉降量增加先上升再下降再上升,且在相同氮素沉降量的铵态氮和硝态氮处理间未出现显著差异。反硝化细菌的时间变化与其他菌落不同,施铵态氮时二土层的变化趋势相反,施加硝态氮时反硝化细菌的数量变化较平缓,NO3－-N的 N4处理有轻微抑制作用。【结论】0～10 cm土层的固氮菌数量大于10～20 cm土层,0～60 kg·hm －2 a －1铵态氮和0～80 kg·hm －2 a －1硝态氮均可促进固氮菌的生长。亚硝酸细菌在2种氮形态处理时的变化趋势相反,低铵态氮处理可促进亚硝酸细菌的生长,低硝态氮处理抑制其生长。氮形态对硝酸细菌数量影响不显著,低氮处理促进硝酸细菌数量的增长,而中氮处理开始出现抑制作用。氮沉降量对反硝化细菌影响不显著。     

氮输入对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响

【目的】为梨园的合理施肥及可持续健康发展提供参考。【方法】以库尔勒香梨园0～20 cm土层土壤样品为材料,通过分析细菌群落物种组成的相对丰度、α多样性指数,研究了0、150、300、450 kg/hm²共4个施氮水平对库尔勒香梨园土壤细菌群落的影响。【结果】电导率、碳氮比、全氮含量及硝态氮含量对门水平细菌群落的影响达显著水平,硝态氮含量、铵态氮含量、碱解氮含量、全碳含量、碳氮比及电导率对属水平细菌群落的影响达显著水平。施用氮肥后,放线菌门Actinobacteria、类诺卡氏属Nocardioides的相对丰度有所下降,且与土壤氮养分含量以及pH值显著或极显著负相关;施用氮肥后,厚壁菌门Firmicutes、异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、己科河菌门Rokubacteria、A4b、动孢菌属Kineosporia的相对丰度有所增加,芽孢杆菌属Bacillus、盐单胞菌属Halomonas在膨果期的相对丰度在施用氮肥后有所增加,其中己科河菌门的相对丰度与土壤碳氮养分含量以及pH值有显著或极显著相关性,A4b的相对丰度与有机碳含量显著或极显著...     

广西天桃木土壤细菌群落多样性特征

2020年6月,以广西南宁市、崇左市扶绥县、百色市田阳区的原生天桃木Mangifera persiciformis为研究对象,采用PacBio第三代高通量测序技术,对天桃木土壤细菌群落多样性进行了研究,并通过测定土壤化学性质,分析天桃木土壤优势细菌群落与土壤化学因子的关系.结果表明:在门水平上,共存在23门细菌,其中变...     

氮磷钾不同比例对油茶幼林根际土壤细菌群落结构的影响

本研究以3年生油茶幼林为研究对象,采用高通量测序技术对有机肥、氮磷钾不同比例的有机无机复合肥以及不施肥处理下的油茶根际土壤细菌多样性及群落结构进行分析.研究结果表明:5个处理中Y1处理的OTU和特有微生物数量为最高;各个处理优势细菌有所不同,CK、Y1、Y2的优势菌种为绿弯菌门,而Y3、Y4的优势菌种为放线菌门;群落物种丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)表明,施肥能提高土壤细菌的丰富度,其中Y1处理的Chao1指数、Y4的ace指数分别比对照提高了19.2％、20.3％;AN、AK、TK是油茶幼林根际土壤优势细菌的主要影响因子,Y1处理下土壤细菌的丰度为所有处理中最高.研究结果揭示了氮磷钾不同比例对油茶幼林根际土壤细菌的群落结构的和影响,为油茶幼林施肥提供了理论依据.     

氮磷钾不同比例对油茶幼林根际土壤细菌群落结构的影响

本研究以3年生油茶幼林为研究对象,采用高通量测序技术对有机肥、氮磷钾不同比例的有机无机复合肥以及不施肥处理下的油茶根际土壤细菌多样性及群落结构进行分析.研究结果表明:5个处理中Y1处理的OTU和特有微生物数量为最高;各个处理优势细菌有所不同,CK、Y1、Y2的优势菌种为绿弯菌门,而Y3、Y4的优势菌种为放线菌门;群落物种丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)表明,施肥能提高土壤细菌的丰富度,其中Y1处理的Chao1指数、Y4的ace指数分别比对照提高了19.2％、20.3％;AN、AK、TK是油茶幼林根际土壤优势细菌的主要影响因子,Y1处理下土壤细菌的丰度为所有处理中最高.研究结果揭示了氮磷钾不同比例对油茶幼林根际土壤细菌的群落结构的和影响,为油茶幼林施肥提供了理论依据.     

杉木人工林土壤施用生物炭对细菌群落结构及多样性的影响

【目的】采集杉木人工林土壤,通过室内土壤培养实验,研究添加不同制备原料和制备温度的生物炭对土壤细菌群落结构及多样性的影响,为改善南方酸性红壤及合理应用生物炭提供科学依据。【方法】原土添加3%的300℃杉叶炭(BL300)、600℃杉叶炭(BL600)、300℃木屑炭(BW300)及600℃木屑炭(BW600),与对照土壤进行对比,进行培养实验80天,运用高通量测序技术对PCR所扩增16SrDNA序列的V3+V4区域进行测定。【结果】OTU韦恩图分析表明,添加BL300的土壤细菌较对照丰度提高,其他生物炭处理丰度减小;通过PCoA分析和Beta多样性分析及UPGMA聚类分析得出,添加杉叶炭后土壤细菌群落结构及多样性与对照土壤的差异显著,其中BL600与对照差异最大,添加木屑炭结果与对照较相似;添加生物炭对不同物种水平上的土壤细菌结构和功能产生一定影响,其中杉叶炭处理影响十分显著,使土壤优势菌丰度变化较大,木屑炭处理对优势菌的影响相对较小。【结论】添加BL300生物炭提高了土壤细菌的丰度,而添加其他生物炭降低了细菌丰度;不同制备原料和温度对生物炭存在影响,由于木屑炭可利用氮素不足,杉叶生物炭对土壤细菌结构和多样性的影响比木屑生物炭更显著,高温炭灰分含量较多,因此对细菌多样性的影响大于低温炭;不同的土壤细菌种群生活习性与功能不同,对生物炭组分利用程度也不同,添加生物炭能够改变土壤中优势种群的相对丰度和土壤细菌群落的整体功能。     

应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化,可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响,从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势,为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标,对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月,在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方,在30个样方中进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg·hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(NH4+-N,I和 NO3－-N,II)的模拟沉降试验,沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化法,以十九烷酸为内标,采用 Agilent 6850N 测定,用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱,脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种,其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知：各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主,不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20～44 nmol·g －1。沉降铵态氮时,土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地,细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同,均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高,NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多,NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高;沉降硝态氮时,土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势,在 NO3－-N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3－-N N2处理微生物脂肪酸量最多,NO3－-N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm －2 a －1时,铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长,但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理,更有利于土壤微生物总量的增长,铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理,更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤动物类群结构的影响

氮沉降过量会导致一系列严重的全球性生态问题,研究氮沉降对土壤动物群落结构的影响,对于明晰土壤动物群落受大气氮沉降加剧产生的响应机理有重要意义.通过模拟氮沉降试验,研究了不同氮沉降浓度下土壤动物群落特征的变化规律.试验结果表明：甲螨亚目（Oribatida）,前气门亚目（Prostigmata）,弹尾纲（Collembola）,寡毛纲（Oligocllaeta）,膜翅目（Hymenoptera）及盲蜘目（Opiliones）6个类群在不同龄级,不同氮沉降梯度下所占比例较高,为典型的优势类群;土壤动物类群丰富度及数量在不同氮沉降梯度下呈现先升后降的趋势;幼龄林土壤动物多样性指数普遍较高,且随氮沉降浓度的增加波动明显,老龄林与之相反;土壤甲螨随着氮沉降增加呈现先增后减的趋势,具有环境指示作用.     

微生物膜物细菌群落多样性变化对水体富营养化状态的影响

为了探讨仿生水草微生物膜细菌群落多样性变化对水体富营养化状态的影响,采用高通量测序技术监测了仿生水草微生物膜细菌群落多样性变化,结合水体综合营养状态指数变化,动态地呈现了微生物膜细菌群落多样性变化对富营养化水体的影响,对于仿生水草微生物膜技术在富营养化水体治理中的作用机理给出了更加清晰、直观地解释。实验结果表明：通过对不同环境因子与仿生水草微生物膜物种多样性进行相关性分析可知,微生物膜多群落样性与水体富营养化状态呈负相关关系,仿生水草微生物膜与环境因子相互作用,随仿生水草微生物膜生物多样性增加,受污染水体富营养化程度逐渐下降,虽然在不同时间段微生物膜结构多样性会发生一定的变化,但是仿生水草微生物膜主要以变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、浮霉菌门、疣微菌门、蓝藻菌门、绿弯菌门,硝化螺旋菌门、酸杆菌门等9个细菌门为优势种,属于典型的水生微生态系统类群。微生物对污染物去除机理的不同导致微生物对于水体中的污染物具有一定的选择性和差异性,仿水草微生物膜物种多样性升高,对于去除水体中的污染物种类及效果具有正向作用,可以更有效地降解水体中的污染物,降低水体富营养化程度。     

氮沉降对米槠天然林土壤有机碳及微生物群落结构的影响

目的 研究氮（N）沉降对亚热带常绿阔叶天然林土壤有机碳和微生物群落结构的影响,为亚热带森林生态系统碳循环过程的研究提供依据。 方法 选取中亚热带典型米槠天然林为研究对象,采用随机区组试验设计,设3个N沉降水平：对照（CK,0 kg·hm−2·a−1）、低N（LN,40 kg·hm−2·a−1）和高N（HN,80 kg·hm−2·a−1）。 结果 在0～10 cm土层,与对照相比,高N和低N处理总微生物生物量显著增加,低N处理土壤有机碳含量增加27.4%,而高N对土壤有机碳无显著影响;在10～20 cm土层,N沉降（低N和高N处理）对土层有机碳含量和总微生物及各类群生物量均无显著影响。相关分析和随机森林模型结果分析表明,N沉降导致土壤可溶性有机碳（DOC）、全氮（TN）、C/N和微生物生物量增加是驱动表层土壤有机碳累积的关键因子;主成分分析表明,N沉降显著改变0～10 cm土层土壤微生物群落结构,而对10～20 cm土层土壤微生物群落结构无显著影响。 结论 在亚热带常绿阔叶天然林中,短期低N沉降增加能够提高土壤碳储量,但长期N沉降对土壤碳吸存的影响仍不清楚。     

侵蚀-沉积作用对黄土高原土壤中固碳细菌群落分布特征的影响

针对黄土高原土壤固碳细菌对侵蚀-沉积的响应规律尚不清晰这一科学问题,在甘肃省罗峪沟流域的主要分支—桥子沟流域选择包括未开垦坡面的侵蚀点和沉积点、刺槐坡面的侵蚀点和沉积点共4个具有代表性的采样点,以土壤样品中有固碳功能基因cbbL的自养细菌为研究对象,采用高通量测序技术研究固碳细菌群落的多样性、分布特征和结构差异.结果显...     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤微生物的影响

在杉木人工林中开展N0(对照),N1(60kgN·hm-2a-1),N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平氮沉降模拟试验,连续处理7年后,探讨外加氮源对土壤微生物的影响。结果表明:各土层中,低氮处理(N1)可增加土壤微生物生物量碳含量、微生物生物活性和微生物群落碳源利用能力,而中、高氮处理(N2和N3)则呈抑制作用;低氮处理(N1)能提高土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数与均匀度指数,而中、高氮处理使指数降低;主成分分析结果表明,土壤微生物群落利用的主要碳源为碳水化合物和羧酸,不同氮沉降处理土壤微生物群落利用的的碳源类型存在较大差异。     

带状采伐对毛竹林土壤细菌群落结构的影响

[目的]土壤微生物群落结构对外界环境变化敏感,不同的植被类型、气候类型、经营管理措施、土地利用方式、地形梯度等显著影响土壤微生物群落结构.本研究采用新的采伐模式对毛竹Phyllostachys edulis林进行带状采伐(采伐宽度为3、6、9、12 m,长20 m的采伐带),探究带状采伐措施对毛竹林土壤细菌群落物种组成...     

模拟氮沉降对喀斯特原生乔木林土壤氮矿化的影响

[目的]近年来大气氮沉降对森林土壤的影响已经成为全球生态领域研究的热点问题之一.本文探究氮沉降背景下喀斯特森林生态系统土壤氮矿化的响应特征,以期为森林生态系统的可持续发展提供理论基础和管理依据.[方法]以喀斯特原生乔木林土面和石沟2种小生境的土壤为研究对象,采用原状土原位连续培养法,研究模拟不同氮沉降水平下土壤硝态氮、...     

高通量测序分析镉污染土壤原位修复中细菌群落的研究

为了探究镉(Cd)污染土壤原位修复中细菌物种多样性及其群落结构特征,采用Illumina Miseq高通量测序技术对不同土壤修复剂处理后土壤的细菌群落进行了分析。结果表明：土壤修复剂的处理会影响土壤细菌群落的多样性及其组成。土壤中主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(18.99%～35.79%)、放线菌门(Actinobacteriota)(13.29%～29.37%)和酸杆菌门(Acidobacteriota)(11.19%～21.69%)等,且不同处理之间在属水平组成差异明显。该结果有助于了解土壤中有效态镉与细菌群落的相关性,为后续寻找新的微生物修复方法提供理论参考。     

模拟氮沉降对辽东山区长白落叶松人工林树木生长的影响

为探讨长期氮沉降增加对温带森林的影响,以辽东山区长白落叶松人工林为研究对象,设置7个氮添加水平,进行为期5年的人工模拟氮沉降试验。结果表明:与对照相比,氮添加抑制了长白落叶松人工林的胸径生长,添加铵态氮肥和添加硝态氮肥对落叶松生长的影响并不相同,添加铵态氮肥加剧落叶松人工林胸径年生长速率的降低,添加硝态氮肥对年生长速率有一定促进作用。高铵态氮肥和高硝态氮肥均能够提高土壤表层和落叶松针叶中的全氮和有机碳含量。研究结果为揭示气候变化条件下的温带森林生长和碳氮循环建模提供基础数据和科学依据。     

转抗虫基因107杨对根际和内源细菌群落的影响

为研究转抗虫基因对根际和内源细菌群落的影响,以转抗虫基因107杨田间对比试验林为对象,采用高通量测序技术对转基因株系和对照株系根际土壤细菌、树干韧皮部和根系内生细菌群落结构组成及多样性进行对比分析。结果显示：(1)土壤样品中有效序列平均在30 000以上,杨树组织有效序列平均在300 000以上。(2)转基因株系细菌物种组成与对照株系的极其相似,酸杆菌门与变形菌门为转基因和非转基因株系根际土壤的优势菌门,占比分别为16.6%和21.9%;蓝藻菌门和变形菌门为转基因和非转基因株系韧皮部的优势菌门,所占的比率分别为54.8%和59.2%;变形菌门为转基因和非转基因株系根部的优势菌门,所占的比率分别为40.7%和58.8%。(3)转基因和非转基因株系在细菌群落的丰富度和多样性上均没有表现出明显的差异,但不同部位之间差异显著。结果表明：转基因107杨没有对根际土壤和内生细菌造成显著影响,明确了转抗虫基因107杨不同部位细菌群落特征,为转抗虫基因107杨的生物安全评价提供了有益的参考。     

基于高通量测序的土壤微生物群落结构对土地利用方式的响应

为探究土地利用方式对土壤微生物群落的影响,对彭州市境内5种常见土地利用方式(城市绿地、农业用地、人工林地、滩涂地、撂荒地)下的土壤细菌和真菌进行了高通量测序.共检测到细菌37门106纲278目491科959属2137种,主要优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸...     

氮沉降对土壤呼吸影响研究进展

土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分, 土壤呼吸动态变化直接制约全球碳收支状况。近几十年来, 全球氮沉降的增加对土壤呼吸产生了深刻影响。文中从土壤呼吸的组成及影响因素入手, 综述了土壤呼吸对氮沉降响应的3种结果, 即促进、抑制和无影响; 从光合作用、凋落物分解、微生物及细根方面阐述了氮沉降影响土壤呼吸的机理, 指出未来该领域的研究方向。