北部湾海陆交错带土壤微生物多样性及其空间变异特征研究

作     者：龚慧芹 

作者单位：南宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张建兵;王升

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：海陆交错带 土壤微生物多样性 生境 地统计学 空间变异 

摘      要：土壤微生物驱动着全球的生物地球化学循环,其空间分布特征是土壤微生物生物地理学研究的重要内容之一;同时,其群落和功能特征对生境变化敏感,可作为区域生态环境健康研究的重要指标。北部湾海陆交错带海陆作用交互,地质地貌复杂、土壤及土地利用类型多样、生境异质性强,是探究复杂生境下土壤微生物多样性特征及其空间变异特征的天然实验室。基于此,以广西钦州犀牛脚镇沿海一带的海陆交错带为例,基于高通量测序与地统计学空间分析方法,探讨了北部湾海陆交错带的土壤微生物(细菌、真菌)群落多样性特征、结构组成、群落构建机制及其空间变异特征,并评估了空间插值方法在研究土壤微生物空间分布方面的精度。主要结果如下:(1)北部湾海陆交错带土壤微生物群落多样性差异明显。β多样性结果显示,土壤细菌群落结构可以分为4种生境类型,分别为泥滩生境(红树林、光滩)、围垦生境(围垦水稻田、抛荒地、旱地)、台地生境(桉树林、木薯地、马尾松、次生林、草地、木麻黄)、沙滩生境(沙滩地);土壤真菌群落结构可以分为3种生境类型,分别为海洋生境(红树林、光滩、沙滩)、围垦生境、台地生境。α多样性的结果表明,不同生境对土壤细菌、真菌分布特征影响不同,土壤细菌丰富度(Sobs、ACE指数)与多样性(Shannon指数)表现为泥滩生境围垦生境台地生境沙滩生境,均匀度(Shannoneven指数)表现为台地生境围垦生境泥滩生境沙滩生境。土壤真菌丰富度表现为围垦生境海洋生境台地生境,多样性与均匀度表现为海洋生境围垦生境台地生境。此外,α多样性结果还表明土壤细菌丰富度、多样性、均匀度均高于真菌。(2)北部湾海陆交错带不同生境间土壤微生物群落构成差异明显。种水平上,土壤细菌特有物种数量高于共有物种数量,真菌反之(海洋生境除外)。但是,不同生境间主要优势物种组成相同,土壤细菌均为Chloroflexi(绿湾菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteriota(放线菌门)、Firmicutes(厚壁菌门),5者占总土壤细菌群落相对丰度的60%以上;土壤真菌均为Ascomycota(子囊菌门)、unclassified＿k＿＿Fungi、Rozellomycota(罗兹菌门)和Basidiomycota(担子菌门),4者占总土壤真菌群落相对丰度的90%以上。但是,土壤细菌、真菌优势物种的相对丰度在各生境中不同,且不同优势物种在各生境中的分布规律也各异。(3)北部湾海陆交错带土壤细菌、真菌的群落构建整体上均受确定性过程主导。不同生境中土壤细菌群落构建过程差异较小,均受随机性过程主导,其中沙滩生境受影响最大;不同生境中土壤真菌群落构建过程各异,围垦生境与台地生境群落构建分别受随机性过程和确定性过程主导,海洋生境则由两个生态过程共同影响。(4)半方差函数结果表明,北部湾海陆交错带土壤微生物α多样性指数以及优势物种可拟合为球状模型、指数模型、高斯模型。土壤细菌、真菌α多样性指数均以强空间自相关性为主(0