蒙古沙冬青根圍土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能多樣性研究.pdf

1、蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）隸屬豆科沙冬青屬，是我國(guó)西北荒漠地區(qū)唯一豆科常綠闊葉灌木，對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)維持和沙漠綠化有重要作用。目前沙冬青天然種群正在退化，導(dǎo)致分布面積日趨減小而處于瀕危狀態(tài)。如何提高荒漠植被對(duì)有限水分資源的利用、促進(jìn)退化植被恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)重建是人類(lèi)面臨的重大課題。土壤微生物是植物-土壤系統(tǒng)的重要組成成分，與土壤肥力、健康狀況密切相關(guān)，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和群落結(jié)構(gòu)演替具有重要作用，在整個(gè)生態(tài)

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能塑造方面占有重要地位，但有關(guān)退化生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物多樣性的研究相對(duì)缺乏。
　　本論文以珍稀瀕危植物蒙古沙冬青為研究材料，基于磷脂脂肪酸（PLFA）和BIOLOG分析法，研究西北荒漠帶蒙古沙冬青根圍土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能多樣性及與土壤因子的生態(tài)效應(yīng)，分析影響荒漠土壤微生物分布的環(huán)境因子，探討植物和土壤條件對(duì)微生物組成的相對(duì)作用，為科學(xué)評(píng)價(jià)管理荒漠植被恢復(fù)和生態(tài)重建提供依據(jù)。主要試驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1.蒙古沙冬青

3、根圍土壤理化性質(zhì)、微生物群落（細(xì)菌、真菌和放線(xiàn)菌）與碳源代謝率顯著高于空白對(duì)照土壤，說(shuō)明沙冬青作為活化石，能適應(yīng)極端環(huán)境，促進(jìn)荒漠土壤微生物功能活性，改善植被根圍微生態(tài)環(huán)境。
　　2.蒙古沙冬青根圍土壤微生物群落結(jié)構(gòu)以細(xì)菌為主，表現(xiàn)為細(xì)菌>放線(xiàn)菌>真菌＞AM真菌；內(nèi)蒙古烏海、磴口和阿拉善以革蘭氏陽(yáng)性菌（G+）為主，甘肅民勤和寧夏沙坡頭以革蘭氏陰性菌（G-）為主。不同樣地表征碳源代謝能力的平均顏色變化率（AWCD）均隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而

4、增加，碳水化合物、羧酸類(lèi)、氨基酸類(lèi)和聚合物類(lèi)碳源是沙冬青根圍土壤微生物主要利用碳源，酚酸類(lèi)和胺類(lèi)碳源的利用率最小。
　　3.土壤微生物群落與功能多樣性具有明顯的時(shí)空異質(zhì)性。革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌和放線(xiàn)菌含量均在民勤最高，磴口最低，自西向東表現(xiàn)為民勤＞沙坡頭＞阿拉善＞烏海＞磴口。碳水化合物、羧酸、多聚物和氨基酸類(lèi)碳源代謝在5樣地有相似規(guī)律，表現(xiàn)為民勤＞阿拉善＞烏海＞沙坡頭＞磴口；而胺類(lèi)和酚酸類(lèi)碳源代謝則在烏海最大，沙坡頭最

5、低。2016年各樣地土壤微生物含量與功能代謝率顯著高于2015年。
　　4.土層深度對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能有顯著影響。各樣地AM真菌、G-、G+、真菌、放線(xiàn)菌、真核生物和厭氧菌微生物含量均在0~30cm土層有最大值，且隨土層加升呈降低趨勢(shì)，僅磴口各微生物含量最大值在30~40cn土層。土壤微生物代謝功能活性垂直動(dòng)態(tài)分布明顯，隨土層加深，AWCD逐漸降低。6大類(lèi)碳源的代謝在土層間表現(xiàn)為淺土層高于深土層。
　　5.聚類(lèi)分析表

6、明，民勤和阿拉善土壤微生物結(jié)構(gòu)在空間距離上表現(xiàn)出相似性，而沙冬青根圍土壤微生物群落碳源代謝多樣性在內(nèi)蒙古、甘肅和寧夏樣地發(fā)生明顯變化。
　　6. PCA分析表明，土壤酸性磷酸酶（ACP）堿性磷酸酶（ALP）、脲酶、總球囊霉素（TG）、有機(jī)碳和氨氮是5樣地主要影響因子，能綜合反映西北荒漠區(qū)營(yíng)養(yǎng)狀況。
　　7.土壤溫度、磷酸酶、易提取球囊霉素（EEG）、TG和氨氮是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的重要因子，而有機(jī)碳、ALP、TG和氨