增温和增氮对天津滨海湿地土壤可培养细菌群落组成及多样性的影响

全球变暖和氮输入增加是全球变化的两大重要方面,对全球生态系统均有深刻的影响.为探究全球变暖和氮输入增加对天津滨海湿地不同深度土壤可培养细菌群落组成及多样性的影响,采集天津滨海湿地0-10 cm和10-20 cm的湿地原生态土壤进行模拟增温和增氮交互实验,分析不同处理间土壤理化性质指标、土壤可培养细菌数量、土壤可培养细菌群落组成和多样性的差异,应用冗余分析探究土壤细菌群落组成与土壤理化因子间的相关关系.结果表明:增温和增氮对天津滨海湿地不同深度土壤各理化性质指标有显著影响;增温使土壤可培养细菌数量增加,但对土壤可培养细菌群落多样性有负面影响;不同深度土壤的可培养细菌数量和多样性对增氮的响应有所不同,总体上0-10 cm土壤可培养细菌数量和多样性随氮输入的增加先升高再降低,10-20 cm土壤可培养细菌数量和多样性随氮输入增加而提高.揭示了滨海湿地土壤细菌群落对全球变暖和氮输入增加共同作用的响应特点,为更好保护滨海湿地土壤微生物群落,有效发挥其在滨海湿地生态系统中的功能提供了理论依据.     

氮输入和盐渍化对天津滨海湿地土壤可培养细菌和真菌群落组成及土壤酶活性的影响

为了探究滨海湿地土壤微生物和土壤酶活性对氮输入和盐渍化的生态响应,在天津滨海湿地采集土壤,进行不同氮输入水平和盐度的交互实验.氮输入水平分别为0、20和40 g/(m~2·a),盐度分别为0.1%和1.0%,研究不同处理下土壤可培养细菌和真菌的群落组成、数量、群落多样性和土壤酶活性.从天津滨海湿地土壤中分离到可培养细菌和真菌各10个属:在不同氮输入水平和盐度处理组合中均有分布的细菌有农杆菌属、微杆菌属、溶杆菌属和芽孢杆菌属,真菌有曲霉属、拟青霉属、镰刀菌属、青霉属和多环孢霉属.总体上,随着氮输入水平的增加,土壤细菌数量增加,而真菌数量降低,且细菌与真菌群落的多样性均呈降低趋势.随土壤盐度的增加,土壤细菌和真菌数量及多样性均有所降低.氮输入的增加显著促进了土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和脲酶的活性,而土壤蛋白酶活性随氮输入增加先升高再降低;盐度增加对土壤酶活性没有显著影响.     

松嫩草原优势植物羊草和芦苇凋落物的分解对模拟增温及氮沉降的响应

以松嫩草原优势植物羊草和芦苇凋落物为研究对象,利用红外线加热器模拟大气升温,人工施氮肥模拟氮沉降,探讨了羊草、芦苇凋落物的分解对增温和施氮的响应.结果表明:增温和施氮不同程度地加快了两种凋落物的分解.羊草凋落物的残留率从小到大依次为:增温+施氮处理(69.3%),施氮处理(75.75%),增温处理(81.2%),对照(83.8%);芦苇凋落物残留率为:增温+施氮处理(78.85%),施氮处理(83.25%),对照(85.60%),增温处理(86.50%).通过Olson模型预测,增温和施氮处理将缩短羊草和芦苇凋落物的分解周期.对凋落物中细菌、真菌、放线菌的生物量与分解量进行的多元回归分析表现,细菌生物量偏回归系数最大,是影响两种凋落物分解的主要分解者.在整个分解过程中,凋落物有机碳含量与分解量具有显著的相关性.凋落物中全氮和全磷存在固持现象     

哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应

为掌握哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应，本研究基于云南哀牢山亚热带常绿阔叶林模拟增温实验平台，以去除地表凋落物、切根、切根并增温和对照4个处理6 a后表层矿质土壤(0～10 cm)为研究对象，测定土壤理化性质和微生物群落组成，探讨土壤微生物多样性对碳输入和增温处理的响应和驱动因子。研究结果表明，碳输入和增温处理未改变哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物的优势菌群，各处理的细菌优势菌门为变形菌门和酸杆菌门，真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门。与对照处理相比碳输入和增温处理改变了土壤微生物群落的α多样性指数，切根处理显著降低细菌Shannon指数和Chao1指数，而切根并增温处理的Shannon指数和Chao1指数显著升高。与切根处理相比，切根并增温使土壤细菌群落结构发生显著改变。冗余分析显示，处理间细菌群落结构差异的主要调控因子为土壤温度、土壤含水量、土壤全磷和土壤全钾，其中土壤温度和土壤含水量的影响最大；土壤细菌群落对碳输入变化和增温的响应比真菌群落更为敏感。     

滨海围垦湿地芦苇凋落物分解对模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTC)模拟增温,结合网袋法,研究了空气增温(1.984±0.7)℃对崇明东滩滨海围垦湿地代表植物——芦苇(Phragmites australis)不同凋落物组分(茎和叶)分解速率的影响,并分析增温和非增温条件下凋落物分解速率与1.2 m高度的空气温度、0～5 cm土壤温度及0～5 cm土壤湿度3种主要环境因子的相关性及其变化.结果表明:①增温与不增温处理下,OTC组和对照(CG)组芦苇茎的年分解率分别为49.20%和45.11%,而叶的年分解率分别为63.52%和58.53%,增温对叶的分解促进作用更加显著;②增温增大了湿地芦苇凋落物分解常数K值,OTC组和CG组茎的平均K值分别为0.028和0.027,叶的平均K值分别为0.093和0.080,叶的增幅显著大于茎的增幅;③3种主要环境因子与滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率相关性由大到小依次是1.2 m空气温度>0～5 cm土层温度>0～5 cm土层湿度,且增温使分解速率与3种环境因子相关性程度均增大,其中,叶分解速率与土壤温度的相关性变化最显著,增大6.43%.综上所述,气温是影响滨海围垦湿地芦苇凋落物分解的关键环境因子,增温不仅会增大滨海围垦湿地芦苇凋落物的分解速率,同时也会改变芦苇凋落物分解速率与主要环境因子的相关性.     

九段沙湿地国家自然保护区不同生境中昼行性昆虫群落研究

用扫网、植物收割法和凋落物取回法收集昆虫,研究九段沙湿地国家自然保护区海三棱草群落、芦苇群落、互花米草群落和光滩四种生境中昆虫群落的结构和季节性变化规律,探讨湿地植被同昆虫群落的关系.结果表明昆虫群落组成和结构与所处生境中的植被密切相关:①四种生境中的昆虫群落结构组成明显不同,优势类群也不尽相同;②从整体上比较,昆虫群落多度以在芦苇群落中的最高,多样性指数(H′)和均匀度(E)在互花米草群落中最高,优势度指数(C)以在互花米草群落中最低;③各生境的昆虫群落个体数量均在夏季最高,冬季最低;④芦苇群落的凋落物生物量同其中的昆虫个体数量显著相关(相关系数0.891,p<0.01),互花米草群落中看不出二者存在相关关系,海三棱草的凋落物和从中采集到的昆虫个体数都极少,无从判断.     

氮添加与凋落物管理对华北落叶松人工林土壤真菌群落的短期影响

以阴山山地华北落叶松人工林为研究对象,开展氮添加和凋落物管理试验,利用高通量测序技术,研究不同措施对表层土壤(0～10 cm)真菌群落组成、多样性和功能的短期影响,并对二者交互作用进行探讨。结果表明:氮添加和凋落物管理显著增加子囊菌门相对丰度,降低担子菌门相对丰度。氮添加显著增加糙缘腺革菌属相对丰度,高氮最大,为10.15%;凋落物管理显著增加猪块菌属、马鞍菌属和被孢霉菌属相对丰度,均堆积最大,分别为11.03%、13.57%和6.36%。两种处理方式均显著提高土壤真菌Shannon指数和Simpson指数,分别高氮、搅拌最大,结果为6.41、5.77和0.96、0.94。氮添加和凋落物管理显著降低共生营养型真菌相对丰度。土壤pH和硝态氮含量是影响土壤真菌群落的主要因子。高氮搅拌土壤有效磷、速效钾、硝态氮含量以及真菌OTU(operational taxonomic units)数目、Alpha多样性指数、腐生营养型真菌相对丰度均最大,对促进凋落物分解,维持地力平衡具有重要作用。     

生态补水对黄河三角洲盐沼地土壤微生物群落分布特征的影响

为探究生态补水对盐沼湿地土壤微生物群落的影响，以黄河三角洲国家级自然保护区内人工围坝、实施“引淡压咸”淡水补给工程的湿地土壤为研究对象，以潮汐区天然盐沼湿地土壤为参照，使用磷脂脂肪酸（PLFA）法对比研究0~30 cm土层中4种土壤微生物群落（细菌、真菌、放线菌和丛枝菌根真菌等）在2类湿地中的分布特征，同时区别不同植被条件下（芦苇群落、盐地碱蓬群落和裸滩）的差异。结果表明:供试土壤的PLFA总量在4.25~32.71nmol.g-1之间，微生物群落组成均以细菌为主，表征4种微生物类群的PLFA含量由高到低依次为细菌(（8.47±4.66) nmol.g-1）、真菌（（1.28±2.21 ）nmol.g-1）、放线菌（（0.98±0.68） nmol.g-1）、丛枝菌根真菌（（0.29±0.27） nmol.g-1）。表征4种微生物类群的PLFA的含量均表现为生态补水区高于天然盐沼区，其中细菌平均高出39.63% ，真菌平均高出63.56% ，放线菌平均高出65.14% ，丛枝菌根真菌平均高出69.22% ，这可能是由补水引起的土壤pH减小、有机碳含量增加而导致的；从3种植被条件的对比来看，土壤PLFA含量由高到低依次为芦苇群落（7.43~32.71 nmol.g-1）、盐地碱蓬群落（4.87~16.58 nmol.g-1）、裸滩（4.25~7.54 nmol.g-1）。6种样地土壤PLFA总量排序为:补水区芦苇群落（17.70~32.71 nmol.g-1）、补水区盐地碱蓬群落（10.71~15.44 nmol.g-1）、潮汐区芦苇群落（7.43~12.23 nmol.g-1）、补水区裸滩（5.93~7.54 nmol.g-1）、潮汐区盐地碱蓬群落（4.87~6.50 nmol.g-1）、潮汐区裸滩（4.25~5.02 nmol.g-1）。补水区芦苇湿地土壤PLFA总量和真菌PLFA相对含量的增幅较大，这与补水区土壤适宜芦苇生长，而芦苇生物量的大量增加又导致土壤有机质的大幅增多和pH的下降密切相关；真菌与其他3类微生物相比，对补水和植被的响应幅度最大，尤其在恢复区芦苇群落土壤中，这进一步证实了土壤真菌在植物枯落物分解、植物碳转化为土壤碳方面的重要作用。从当前PLFA含量增加的角度来看，补水显著提升了芦苇群落土壤中微生物的生物量，然而盐沼湿地土壤微生物生物多样性及盐沼湿地生态过程、生态系统结构和功能在补水后的变化有待进一步系统综合地研究和评估。      

辽河口湿地生态修复过程中土壤微生物群落结构特征

通过比较辽河口湿地天然芦苇沼泽地、人工栽植芦苇斑块及无芦苇生长光滩地3种不同生境土壤理化性质及微生物群落结构变化,探讨了退化芦苇湿地修复过程中的土壤微生物群落响应特征.结果表明,与光滩区相比,植物修复后芦苇湿地的土壤理化性质有所改善,微生物数量随之增加,且表现出细菌占绝对优势,同时微生物多样性显著提高;但与天然芦苇沼泽地相比,土壤养分(有机质、总氮、总磷)仍不足,湿地微生物的数量稍低.微生物群落结构DGGE解析表明,3种生境土壤中多为不可培养细菌.     

贵州草海湿地不同植物群落表层土壤氮素的赋存特征

在湿地生态系统氮循环过程中,湿地土壤养分供给状况及可利用水平与氮素含量存在直接关系。本研究以贵州草海湿地自然演替下植物群落表层土壤氮素含量作为研究对象,探讨四种典型湿地植物群落（牛筋草、李氏禾、香薷和芦苇）土壤中硝态氮、铵态氮、速效氮和全氮含量以及不同土壤团聚体粒径下湿地土壤氮素的空间分布特征。结果表明：（1）各植物群落土壤阳离子交换量与全氮含量分布趋势基本一致,其中芦苇群落土壤中阳离子交换量、速效氮和全氮含量最高;（2）各植物群落不同粒径土壤团聚体AN和TN含量均无显著差异（p>0.05）;芦苇群落土壤硝态氮含量在各粒径土壤团聚体中含量均低于其他植物群落;李氏禾群落土壤氨态氮含量在不同粒径土壤团聚体中存在显著差异（p<0.05）。植物群落表层土壤氮素含量分布受植物种类及自身凋落物、降雨量和地势、微生物活动和有机质等因素的影响,土壤硝化作用受到抑制或促进,各植物群落铵态氮和硝态氮含量分布有显著差异（p<0.05）。     

氮沉降对土壤微生物影响的研究进展

土壤中氮沉降增加作为全球环境变化的重要现象之一,给人类带来了巨大挑战。笔者综述了近年来氮沉降对土壤微生物的影响研究,从土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性、功能基因与底物利用等方面进行总结分析。综合来看,氮沉降对土壤微生物的影响主要表现为:1土壤微生物生物量、真菌生物量以及真菌与细菌生物量比值下降;2外生菌根真菌子实体生产力和外生菌根丰度下降,外生菌根真菌群落结构组成改变;3丛枝菌根真菌群落结构组成改变,但氮沉降对丛枝菌根真菌的多样性和对腐生真菌的影响结果存在较大争议;4细菌群落结构组成改变,贫营养细菌丰度下降,富营养细菌丰度上升;5土壤微生物活性下降,某些功能基因丰度下降,对复杂有机碳、氮的代谢能力下降。同时,相关研究报道表明:氮沉降可以直接或通过降低土壤p H,增加微生物的碳限制,改变底物的数量和质量等途径间接对微生物生物量和群落结构产生影响。     

凋落叶分解对土壤微生物数量和组成的影响

研究了8个树种凋落叶分解对土壤微生物数量和组成的影响.结果表明:凋落叶分解影响下的土壤中真菌数量比例明显高于对照土壤中的,说明真菌是凋落叶的重要分解者;凋落叶在分解前期,细菌所占比例最高,真菌和放线菌所占比例较低,而分解后期,细菌比例下降,真菌和放线菌比例上升;南洋楹、大叶相思、马占相思和荷木等树种凋落叶分解影响下的土壤微生物量较大,种类比较丰富,细菌所占比例较高,有较好的土壤微生物效应,而湿地松和马尾松凋落叶的土壤微生物效应则较差.     

鼎湖山森林凋落物和土壤微生物数量动态

对鼎湖山南亚热带季雨林中的凋落物和地表土壤微生物三大类群数量和月变化进行研究。结果表明，凋落物和土壤中均以细菌为多，真菌次之，放线菌最少。各类群微生物的数量均有明显的季节性变化，基本上只有一个峰值。     

氮沉降对微生物分解森林地上凋落物过程的影响

森林生态系统凋落物被微生物分解的过程影响整个土壤碳库的碳来源及稳定性,在氮沉降全球化的趋势下因试验树种、试验方法、试验时间等不同因素导致森林地上凋落物分解产生了促进、抑制和无影响等3种响应。氮沉降对凋落物分解的影响主要通过3种机制实现:①不同浓度的氮沉降对凋落物中纤维素和木质素分解的影响不一致,原因可能是外加低浓度氮时,与之相关的真菌和细菌的生物量、活性会升高,高氮时则反之; 也有部分研究表明氮沉降一般促进含木质素少抑制含木质素较多的凋落物的分解; ②氮沉降对微生物产生的胞外酶活性影响也不一致,所以微生物酶对凋落物分解速率影响不同; ③通过对微生物的生物量、多样性、群落组成以及生态化学计量比等的影响,氮沉降也会影响凋落物分解木质素、纤维素等化学物质的过程。     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

鄱阳湖湿地典型植被群落土壤养分有效性特征

为探究鄱阳湖湿地不同植被类型土壤理化性质特征及其对土壤养分元素的影响,选取苔草(Carex.cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)、芦苇-苔草(Phragmites communis-Carex.cinerascens)混合群落3种典型植物群落土壤开展研究。结果表明:1)土壤颗粒组成以粉粒为主,不同植被类型下土壤含水量和pH值差异显著,表现为距湖心较近的苔草群落较高,沿湖岸分布的芦苇-苔草混合群落较低;2)土壤碳氮磷钾等养分元素在不同植被类型土壤间存在显著差异,除速效钾和有效磷外,有机碳、全氮和碱解氮基本表现为苔草群落土壤高,南荻群落土壤次之,芦苇-苔草混合群落土壤最低;3)土壤颗粒组成、含水量和pH值与土壤碳氮钾等养分元素显著相关。研究结果表明:鄱阳湖湿地水文情势变化引起的植被演替将会促进土壤养分元素的累积。     

露天矿区人工林凋落物的木质纤维素酶活性和真菌多样性研究

使用传统酶学分析方法与分子生物学PCR-DGGE方法相结合,对安太堡露天矿区复垦地人工林凋落物的木质纤维素酶活性和真菌菌群的多样性进行了研究。结果表明,沙棘-刺槐-柠条-沙枣混交林下凋落物的锰过氧化物酶、羧甲基纤维素酶和滤纸酶的活性最高,青杄-白杄混交林凋落物的漆酶活性最高,不同组成的凋落物附生真菌群落多样性差异明显,真菌群落结构发生了显著变化。     

荒漠草原中间锦鸡儿灌丛的土壤微生物多样性

为了探究内蒙古荒漠草原中间锦鸡儿灌丛对土壤微生物群落的影响,采用传统培养法和分子生物学技术,比较中间锦鸡儿灌丛内外细菌、真菌和放线菌群的种群差异,并且分析土壤微生物群落与环境因子的关系.结果发现:中间锦鸡儿灌丛土壤微生物总数表现为细菌放线菌真菌;土壤微生物的数量和Shannon-Weiner指数均在表层土或次表层土中最大.这说明中间锦鸡儿灌丛土壤微生物具有明显的垂直分布异质性.灌丛内土壤微生物的数量和多样性均大于灌丛外的数值,Lysobacter、诺卡氏菌属只集中在灌丛内,这说明中间锦鸡儿灌丛能够影响土壤微生物的组成和多样性.冗余分析结果表明,土壤环境对中间锦鸡儿灌丛土壤细菌和真菌的影响较大,对放线菌没有显著影响,速效钾和硝态氮是影响土壤细菌和真菌的主要环境因素.     

盐城国家级珍禽自然保护区不同生境的昆虫群落研究

为研究盐城国家级珍禽自然保护区中的昆虫群落与湿地植被间的关系,课题组于2008年4月～2009年1月分四季在保护区核心区中的互花米草群落、盐蒿群落和芦苇群落3种生境中设立样地,分别采用网捕法、植物收割法和凋落物收集法采集昆虫,共采集昆虫标本3928头,经鉴定隶属于12目49科．分析表明：保护区内不同生境的昆虫群落组成与结构存在差异：昆虫的种类、数量以及优势类群都不相同;昆虫群落多样性指数在不同植物群落、季节以及季节一植物群落综合影响上均存在显著差异;互花米草与芦苇群落中的昆虫组成结构具有较高相似性．     

缙云山森林土壤速效氮,钾,含量随植物群落演替变化趋势分析

对缙云山不同演替阶段森林群落土壤速效氮、钾等指标作了取样分析．研究结果表明,随着植物群落由灌草丛→针叶林前期→针叶林后期→针阔混交林→常绿阔叶林演替进展,群落Ａ０层土壤速效氮、钾表现出多→少→多的变化趋势;Ａ,Ｂ,Ｃ层土壤速效氮、钾呈单向递增的演替变化趋势．芒萁草本凋落物向土壤Ａ０层供钾能力大于常绿阔叶木本植物凋落物,常绿阔叶木本植物凋落物向土壤Ａ０层供氮及向Ａ,Ｂ,Ｃ层供氮、钾能力大于芒萁草本凋落物．速效钾在土壤中垂直传递能力大于水解性氮．