氮添加对乐山大佛裸露岩石与地衣覆盖岩石表面细菌群落结构的影响

作     者：陈旭黎 吴福佳 孙博 杨天宇 宋会兴 CHEN Xuli;WU Fujia;SUN Bo;YANG Tianyu;SONG Huixing

作者机构：四川农业大学风景园林学院成都611130 中铁西北科学研究院有限公司兰州730000 乐山大佛景区管理委员会石窟研究中心乐山614003 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2022年第42卷第21期

页      面：8762-8772页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 100705[医学-微生物与生化药学] 07[理学] 071005[理学-微生物学] 10[医学] 

主　　题：大气氮沉降 细菌多样性 乐山大佛 生物风化 

摘      要：大气氮沉降可能通过直接和间接途径影响石质文物风化过程,但相关研究明显不足。因此,以乐山大佛周围相似的裸岩和地衣覆盖的岩石为研究对象,对比研究了不同浓度(N0:0 kg hm^(-2)a^(-1);N1:9 kg hm^(-2)a^(-1);N2:18 kg hm^(-2)a^(-1);N3:36 kg hm^(-2) a^(-1);N4:72 kg hm^(-2)a^(-1))的氮添加试验对乐山大佛裸露岩石与地衣覆盖岩石表面细菌群落结构的影响,探讨大气氮沉降对乐山大佛岩石风化的潜在影响。结果表明:(1)裸岩和地衣覆盖岩石表面细菌群落α⁃多样性对氮沉降的响应不同。氮添加处理对裸岩表面细菌α⁃多样性指数(Sobs、Shannon指数)影响不显著,但在不同程度影响到地衣覆盖岩石表面的细菌多样性。其中,N4处理显著降低了细菌α⁃多样性指数(Sobs、Shannon指数),N2和N3处理也显著降低了细菌Sobs指数;(2)主坐标PCoA分析结果证实,不同氮添加处理间的裸岩和地衣覆盖岩石表面的细菌群落物种组成均发生变化。与对照相比,低氮处理(N1—N3)显著改变了裸露岩石表面细菌群落组成,且高氮(N4)处理与低氮处理对细菌群落组成的影响不同(R=0.464;P=0.002);在地衣覆盖的岩石表面,细菌群落在不同氮添加(N0—N4)处理下均发生了明显变化(R=0.822;P=0.001);(3)变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸菌门(Acidobacteria)、WPS⁃2、Patescibacteria和浮霉菌门(Planctomycetes)均是裸岩与地衣覆盖岩石表面在门水平上的优势菌群,但它们在裸岩与地衣覆盖岩石表面随氮添加后的动态并不一致;(4)线性判别和效应量分析分别发现了裸岩和地衣覆盖岩石表面7个和21个在氮添加后的细菌指示类群。由此可见,未来大气氮沉降会对乐山大佛佛体表面细菌群落产生显著影响,地衣覆盖岩石较裸岩表面的细菌群落对未来大气氮沉降更为敏感。研究为未来气候变化条件下的乐山大佛保护提供了数据支持,也为大气氮沉降对亚热带地区红砂岩的原生演替过程研究积累了基础资料。