黄河三角洲土壤微生物碳源代谢活性随盐生植被演替响应及机理

作     者：裴振 

作者单位：山东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭笃发

授予年度：2018年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：Biolog-Eco微平板法 碳源代谢活性 盐生植被演替 主成分分析 冗余分析 

摘      要：黄河三角洲地区具有从“光板地—强耐盐性植被—轻度耐盐性植被完整的演替序列,是研究土壤微生物碳源代谢多样性与盐生植被演替关系的天然实验室。黄河三角洲地区土壤微生物研究主要集中在土壤微生物结构多样性方面,对于土壤微生物代谢活性随植被演替变化特征,以及代谢活性与遗传多样性之间的关系研究上相对较少。因此,本研究采用Biolog微平板技术(Biolog-Eco微平板技术和Biolog-FF微平板技术),借鉴于宏基因组学技术(16Sr DNA-PCR扩增鉴定测序技术和高通量测序技术)相关测定结果,以盐生植被演替过程下土壤微生物代谢活性变化为研究对象,探讨微生物代谢活性随盐生植被演替的响应及其机制,并通过建立微生物群落水平生理图谱(Community Level Physiological Profiles,CLPPs,(平均吸光度值(AWCD)、4类功能多样性指数(Shannon-Wiener指数、丰富度(Richness)、优势度(Simpson指数)和均匀度指数(Pielou均匀度指数))),结合土壤理化性质,来研究微生物代谢多样性随盐生植被演替的响应。本研究有助于解决在盐生植被演替过程中,土壤微生物碳源代谢多样性的变化,找出对微生物代谢活性影响较大的环境因素;并进一步揭示微生物遗传多样性与碳源代谢相关关系,为黄河三角洲生态系统的保育及恢复工作提供重要的理论依据。研究将土层分为0-20cm土层和20-40cm层,0-20 cm为根系层,20-40cm土层为非根系层。研究结果表明:(1)在盐生植被自“裸地-强耐盐植物群落-轻耐盐植物群落演替过程中,土壤微生物代谢活性显著增强,功能多样性指数指标不断提高,土壤环境显著优化。土壤微生物代谢活性与土壤微生物遗传多样性存在显著的相关关系。(2)在盐生植被演替过程中,土壤肥力(活性有机质、全氮、碱解氮等)不断提高;土壤电导率不断降低。总体来看,随盐生植被演替土壤质量呈改善的趋势。同时,0-20cm土层土壤细菌AWCD值显著升高,Shannon-Wiener指数、丰富度、优势度和均匀度指数显著增加(P0.05)。(3)在0-20cm土层土壤中,真菌代谢多样性与担子菌门和壶菌门的相对丰度存在显著的正相关关系(P0.05);而在20-40cm土层土壤中,真菌代谢多样性与子囊菌门和球囊菌门的相对丰度之间存在着显著的正相关关系(P0.05)。