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土壤基质影响下的叶凋落物际细菌群落特征及其与分解速率的关联性研究

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生态学报 2024年

作者：李文珊孙诗瑶王燚王行 1.西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室 2.西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院 3.滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站

植物凋落物在土壤有机质形成过程中扮演重要角色，在局域尺度上其分解速率与土壤生境密切相关。不同土壤基质下的凋落物分解快慢不同，进而影响土壤碳周转及养分利用效率。与叶凋落物分解密切相关的微生物群落主要来源于叶凋落物际（lea... 详细信息

植物凋落物在土壤有机质形成过程中扮演重要角色，在局域尺度上其分解速率与土壤生境密切相关。不同土壤基质下的凋落物分解快慢不同，进而影响土壤碳周转及养分利用效率。与叶凋落物分解密切相关的微生物群落主要来源于叶凋落物际（leaf detritusphere），这些微生物群落在土壤养分循环和有机物分解过程中发挥着至关重要的作用，然而目前关于叶凋落物际中微生物群落动态变化的研究还相对较少。本研究以喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）的叶凋落物为研究对象，通过高通量测序研究不同土壤（有机土Histosols、铁铝土Ferralosols、冲积土Alluvial soil）和分解阶段（30%、60%、90%）下叶凋落物际细菌群落的动态变化及其对凋落物分解的影响。结果表明：随着分解的进行，叶凋落物际细菌群落多样性逐渐升高，并且群落多样性水平越高（Alpha多样性：有机土>冲积土>铁铝土），其分解速率越快（k：有机土>冲积土>铁铝土）。研究进一步发现，叶凋落物际细菌群落组成变化受土壤类型和分解阶段显著影响（P研究揭示了不同土壤基质调控叶凋落物际细菌群落组成及多样性进而影响凋落物分解过程，这为深入理解叶凋落物际细菌群落在生态系统养分循环过程中的关键作用提供了数据支撑。

关键词：凋落物分解叶凋落物际微生物微生物多样性土壤质地

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哈尼梯田湿地土壤不同形态磷的时空分布特征

生态学报 2024年第2期44卷 676-685页

作者：夏欣宋维峰彭正耀西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院昆明650224 云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站昆明650228

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔(梯田区上部、中部和下部)和不同深度的土壤(0—20 cm,20—40 cm,40... 详细信息

磷是湿地和农业生态系统中的重要元素之一,其中土壤磷形态的迁移转化广受关注。以哈尼梯田湿地为例,分别在哈尼梯田湿地的水稻生长期、收获期和休闲期,采集湿地不同海拔(梯田区上部、中部和下部)和不同深度的土壤(0—20 cm,20—40 cm,40—60 cm,60—80 cm)进行磷形态分析,研究了哈尼梯田湿地土壤中不同形态磷的时空分布规律和影响因素。结果表明:(1)哈尼梯田湿地土壤中总磷(TP)含量均值为318.74 mg/kg,在水稻收获期含量最高,无机磷(IP)含量均值在水稻休闲期最高(85.95 mg/kg),湿地土壤磷总体呈缺乏状态。(2)受外源磷输入影响,铁铝结合态磷(NaOH-P)占无机磷比重最大,且季节差异性显著(P0.05),这与湿地生态环境和地质背景有关。(3)哈尼梯田湿地对磷的迁移有截留作用,表现为各形态磷含量总体呈现在上部梯田湿地较高,并随海拔的降低而降低;不同形态磷含量在20—40 cm土层富集。(4)除HCl-P外,其余形态磷与土壤粒径在不同土层表现为负相关;不同土层TP和有机磷(OP)与pH值呈正相关;土壤总有机碳(TOC)与不同形态磷在收获期呈显著负相关(P研究表明了哈尼梯田湿地立体空间结构和人为活动能影响湿地生态系统中磷的分布与迁移循环,该结论可为梯田湿地的可持续发展提供参考。

关键词：哈尼梯田湿地土壤磷形态时空分布

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若尔盖高原泥炭沼泽土壤微生物空间分布

应用生态学报 2024年第6期35卷 1705-1715页

作者：王燚李文珊展鹏飞王行西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院昆明650224 滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站昆明650228 福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007

研究高原泥炭沼泽土壤微生物群落组成特征及空间分布格局对于维护高原湿地生态系统结构及功能稳定性具有重要意义。本研究采集若尔盖核心保护区内沿土壤水平与垂直方向分布的50个土壤样本,利用高通量测序技术,并结合Mantel检验和多元回... 详细信息

研究高原泥炭沼泽土壤微生物群落组成特征及空间分布格局对于维护高原湿地生态系统结构及功能稳定性具有重要意义。本研究采集若尔盖核心保护区内沿土壤水平与垂直方向分布的50个土壤样本,利用高通量测序技术,并结合Mantel检验和多元回归模型(MRM)多元回归统计方法,对土壤细菌和真菌群落多样性、局域尺度上的群落结构相似性空间分布特征及驱动因子进行分析。结果表明:若尔盖高原泥炭沼泽土壤中的优势细菌和真菌类群分别为绿弯菌门(在水平和垂直方向上分别占总细菌群落的33.2%和25.1%)和子囊菌门(54.7%和76.4%);水平和垂直方向的微生物群落结构相似性均随采样点空间距离增加而逐渐降低,垂直方向上细菌和真菌群落的周转速率分别为水平方向的8.8和8.6倍。依据群落相对丰度将微生物划分为6个分类群,随着群落中稀有种数量的增加,群落距离衰减斜率降低,且条件性稀有或优势物种(CRAT)与总微生物群落的空间分布特征最相似。Mantel分析表明,土壤有机碳、总氮和活性磷是影响水平方向上细菌和真菌群落分布的关键驱动因子,而土壤有机碳、活性碳、pH值和土壤容重则是决定微生物垂直方向分布的主要因子。MRM分析进一步表明,土壤理化指标和空间距离均对微生物群落构建具有极显著影响,其中土壤因子对微生物群落垂直方向分布的解释度高于水平方向,且土壤因子对微生物群落分布的影响远大于空间因子通过扩散限制产生的影响。综上,高原泥炭沼泽土壤微生物群落具有更明显的垂直方向分布差异及环境响应特征。

关键词：高原湿地土壤微生物微生物多样性高原泥炭沼泽环境响应

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滇池食蚊鱼胚胎发育特点及与母体的营养联系

中国水产科学 2023年第7期30卷 831-840页

作者：任司琪陈国柱西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室西南林业大学云南省滇池湿地生态系统国家定位观测研究站西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院

卵胎生是鱼类为适应特定环境进化出的一种生殖策略。食蚊鱼(Gambusia affinis)是典型的卵胎生鱼类,厘清其卵胎生特征是否在入侵云贵高原过程中发生适应性演化的问题,有助于深入了解其种群快速扩散机制。本研究用常规解剖观察法、称重法... 详细信息

卵胎生是鱼类为适应特定环境进化出的一种生殖策略。食蚊鱼(Gambusia affinis)是典型的卵胎生鱼类,厘清其卵胎生特征是否在入侵云贵高原过程中发生适应性演化的问题,有助于深入了解其种群快速扩散机制。本研究用常规解剖观察法、称重法,针对滇池种群胚胎发育特点、干湿重变化及与母体营养联系问题开展研究。结果显示,滇池食蚊鱼胚胎发育过程依赖于卵黄营养供给,在产出前,卵黄仅微量残余,身体发育完善,基本保持了物种固有的卵胎生特点。胚胎湿重在胚胎发育过程中显著增加,但同时干重损失也十分明显(30.4%),营养指数(MI)为0.70,提示母体对胚胎没有受精后的特定营养供给,支持食蚊鱼是严格意义上的卵磷脂营养型(卵胎生)鱼类观点。其胚胎(仔鱼)出现小型化趋势,胚胎湿重、干重及初生体长等关键生态适应性性状明显低于已研究的其他低地种群,表现出对高原环境的适应性响应。这种响应是否有助于其向更高海拔的高原环境扩散值得进一步深入研究。

关键词：食蚊鱼卵胎生胚胎发育营养联系

人类活动影响下的高原湿地四环素类抗生素抗性基因赋存与微生物群落共现性

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环境科学 2023年第1期44卷 169-179页

作者：秦荣喻庆国刘振亚王行西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 西南林业大学云南滇池湿地生态系统国家定位观测研究站昆明650224 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021

抗生素的广泛使用导致抗生素大量进入环境中,进而使微生物产生耐药性.近年来,随着高原区域人类活动的加剧,高原湿地中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存和迁移研究备受关注.以地处云贵高原的鹤庆草海国家湿地公园为研究区,分析河流上游(泉眼... 详细信息

抗生素的广泛使用导致抗生素大量进入环境中,进而使微生物产生耐药性.近年来,随着高原区域人类活动的加剧,高原湿地中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存和迁移研究备受关注.以地处云贵高原的鹤庆草海国家湿地公园为研究区,分析河流上游(泉眼附近原始生境)和河流下游(居民生活污水排放口)沉积物中的四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类共4类抗生素的含量分布,其中四环素类抗生素检出含量为103.65~2185μg·kg^(-1),是含量最高的抗生素种类.为进一步探究四环素类抗性基因的赋存特征和影响因素,通过相关性分析和网络分析揭示了人类活动影响下环境因子、细菌群落结构和病原菌对四环素类ARGs的影响.结果发现,上、下游沉积物中共检出15种四环素类抗性基因,其中,上游检出tetPA、tetD和tetPB等7种抗性基因,下游检出tetPA、tetE、tetM和tetX等13种抗性基因,下游新增的8种抗性基因占下游基因丰度的43.44%;四环素类抗生素含量及有效磷、总有机碳、硝态氮和总磷等理化指标是影响四环素类ARGs分布的主要环境因子;上、下游沉积物中检出细菌分属于64个细菌门,其中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)是影响四环素类ARGs丰度的主要菌门;同时,上、下游共检出27种病原菌.网络分析显示下游新增的8种抗性基因与病原菌相关性占网络连接度的70%,且李斯特菌(Listeria monocytogenes)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)和普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)是四环素类ARGs传播的主要潜在宿主.相较于原始生境,居民生活污水的排放在引入大量抗生素的同时也改变了河流湿地微环境和微生物群落结构,并增加了沉积物中的ARGs种类,进而促进ARGs在微生物甚至是病原菌之间的扩散和传播.

关键词：高原湿地四环素抗生素抗性基因(ARGs) 微生物群落结构病原菌

水葱和香蒲叶经济性状对模拟增温和CO浓度倍增的响应

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广西植物 2022年

作者：余洪艳孙梅冯春慧许俊萍陈弘毅刘振亚云南滇池湿地生态系统国家定位观测研究站云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室西南林业大学国家高原湿地研究中心

气候变化是国际社会共同关注的环境问题，植物对气候变化的响应反映了植物应对气候变化的生长和生存策略。叶经济性状与植物对资源的获取、利用和储存直接相关，并且受到温度条件和CO浓度的显著影响。该文采用人工环境控制系统封顶式生...

气候变化是国际社会共同关注的环境问题，植物对气候变化的响应反映了植物应对气候变化的生长和生存策略。叶经济性状与植物对资源的获取、利用和储存直接相关，并且受到温度条件和CO浓度的显著影响。该文采用人工环境控制系统封顶式生长室研究广布湿地植物水葱(Scirpusvalidus)和香蒲(Typhaorientalis)的叶经济性状对模拟增温(现行环境温度+2℃)和CO浓度倍增(增至850μmol·mol-1)的响应。结果表明：(1)增温处理下，水葱净光合速率、氮含量和磷含量显著降低，但其胞间CO浓度和比叶重显著增加；CO浓度倍增处理下，水葱胞间CO浓度和净光合速率均显著降低，但比叶重显著增加。(2)增温处理下香蒲的比叶重也显著增加，而氮含量和磷含量显著降低；香蒲的光合参数、氮含量和磷含量在CO浓度倍增处理下均显著降低，而比叶重显著增加。(3)除碳含量外，水葱和香蒲的其他经济性状参数包括净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO浓度、氮含量、磷含量和比叶重均在响应增温和CO浓度升高过程中均发挥重要作用。总体而言，该研究结果反映了水葱和香蒲在功能性状上对增温和CO浓度升高的响应策略。两种植物的光合能力和养分含量在两种处理下均受到显著的抑制作用，而其抗逆能力升高，表明增温和CO浓度升高不利于水葱和香蒲的生长。

关键词：

水葱和香蒲叶经济性状对模拟增温和CO_(2)浓度倍增的响应

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广西植物 2023年第9期43卷 1588-1599页

作者：余洪艳孙梅冯春慧许俊萍陈弘毅刘振亚云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 西南林业大学国家高原湿地研究中心昆明650224 云南滇池湿地生态系统国家定位观测研究站云南晋宁650600

气候变化是国际社会共同关注的环境问题,植物对气候变化的响应反映了植物应对气候变化的生长和生存策略。叶经济性状与植物对资源的获取、利用和储存直接相关,并且受到温度条件和CO_(2)浓度的显著影响。该文采用人工环境控制系统封顶式... 详细信息

气候变化是国际社会共同关注的环境问题,植物对气候变化的响应反映了植物应对气候变化的生长和生存策略。叶经济性状与植物对资源的获取、利用和储存直接相关,并且受到温度条件和CO_(2)浓度的显著影响。该文采用人工环境控制系统封顶式生长室研究广布湿地植物水葱(Scirpus validus)和香蒲(Typha orientalis)的叶经济性状对模拟增温(现行环境温度+2℃)和CO_(2)浓度倍增(增至850μmol·mol^(-1))的响应。结果表明:(1)增温处理下,水葱净光合速率、氮含量和磷含量显著降低,但其胞间CO_(2)浓度和比叶重显著增加;CO_(2)浓度倍增处理下,水葱胞间CO_(2)浓度和净光合速率均显著降低,但比叶重显著增加。(2)增温处理下香蒲的比叶重显著增加,而氮含量和磷含量显著降低;香蒲的光合参数、氮含量和磷含量在CO_(2)浓度倍增处理下均显著降低,而比叶重显著增加。(3)水葱的比叶重、氮含量、磷含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度与主成分分析的两个环境变量相关;而香蒲的经济性状均与两个环境变量相关,表明这些经济性状在香蒲响应增温和CO_(2)浓度变化过程中发挥重要作用。(4)除碳含量外,水葱和香蒲的其他经济性状参数包括净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_(2)浓度、氮含量、磷含量和比叶重均在响应增温和CO_(2)浓度倍增过程中发挥重要作用。总体而言,该研究结果反映了水葱和香蒲在功能性状上对增温和CO_(2)浓度倍增的响应策略。两种植物的光合能力和养分含量在两种处理下虽然均受到显著的抑制作用,但是其抗逆能力升高,表明增温和CO_(2)浓度升高不利于水葱和香蒲的生长。

关键词：气候变化挺水植物植物经济性状元素含量环境响应策略

若尔盖高寒草本沼泽土壤呼吸对水位下降的响应

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生态学报 2023年第22期43卷 9247-9255页

作者：许培轩熊银洪陈天松刘宏强程希平郭雪莲董李勤张昆西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院昆明650224 西南林业大学云南滇池湿地生态系统国家定位观测研究站昆明650224 西南林业大学地理与生态旅游学院昆明650224 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心昆明650100

土壤呼吸会影响全球碳循环,而湿地水位与土壤呼吸息息相关。然而,由于原位观测有限,目前尚不清楚高寒沼泽土壤呼吸及其组分如何响应水位下降。在若尔盖高原纳勒乔沼泽建立了水位下降控制实验平台,定位监测土壤呼吸及其组分的变化,并初... 详细信息

土壤呼吸会影响全球碳循环,而湿地水位与土壤呼吸息息相关。然而,由于原位观测有限,目前尚不清楚高寒沼泽土壤呼吸及其组分如何响应水位下降。在若尔盖高原纳勒乔沼泽建立了水位下降控制实验平台,定位监测土壤呼吸及其组分的变化,并初步探讨土壤呼吸及其组分与生物和非生物因素的潜在联系。结果发现,水位下降对高寒草本沼泽土壤呼吸(Rs)没有显著影响,但自养呼吸(Ra)和异氧呼吸(Rh)对水位下降表现出明显不同反应。其中,自养呼吸速率下降了67.2%,异养呼吸速率上升了67.3%。异养呼吸和自养呼吸在土壤呼吸中的占比发生显著变化,水位下降后,Rh/Rs较对照增加了88%,Ra/Rs减少了61%。水位下降引起的自养呼吸和异养呼吸变化的驱动因素不同,植株高度、地上及地下生物量解释了自养呼吸的变化,土壤温度、C:N则是异氧呼吸变化的关键影响因素。综上,在高寒草本沼泽生态系统中,水位下降对土壤呼吸组分的影响强度及其驱动因素存在明显差异,这需要在陆地表层碳循环模型中加以考虑,以便更好评估高寒草本沼泽碳循环对气候变化的反馈作用。

关键词：土壤呼吸碳循环高寒沼泽水位下降

极低浮游动物丰度生境食蚊鱼仔稚鱼食物组成与摄食策略

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四川动物 2023年第3期42卷 250-257页

作者：陈国柱西南林业大学云南省高原湿地保护修复与生态服务重点实验室昆明650224 西南林业大学云南省滇池湿地生态系统国家定位观测研究站昆明650224 西南林业大学国家高原湿地研究中心/湿地学院昆明650224

浮游动物丰度可能是制约入侵鱼类仔稚鱼早期存活的关键因素。本文针对典型入侵鱼类食蚊鱼Gambu⁃sia affinis在岩溶泉潭中极低浮游动物丰度条件下的食物组成及摄食策略展开研究,以揭示其对上述特定环境的适应性。2021—2022年调查显示,... 详细信息

浮游动物丰度可能是制约入侵鱼类仔稚鱼早期存活的关键因素。本文针对典型入侵鱼类食蚊鱼Gambu⁃sia affinis在岩溶泉潭中极低浮游动物丰度条件下的食物组成及摄食策略展开研究,以揭示其对上述特定环境的适应性。2021—2022年调查显示,星云湖“天中”龙潭群的浮游动物丰度均值仅为2.95 ind.·L^(−1),桡足类及其幼体是主要成分,数量百分比占53.4%~81.6%。食蚊鱼仔稚鱼消化道共检出31个食物种类;摄食策略表现为以桡足类(锯缘真剑水溞Eucylops serrulatus)为主的狭食性策略,也表现出具有在广食性策略与狭食性策略间切换的能力。食物充塞度指数(0.70±0.16)和身体肥满度指数(2.1±2.4)显示,食蚊鱼仔稚鱼具有良好的摄食条件和身体营养状况。在贫乏的饵料条件下,食蚊鱼仔稚鱼仍取得了生存上的成功,这提示食蚊鱼对高海拔贫营养水体同样具有极高入侵风险,其背后的生态学机制值得进一步深入探索。

关键词：食蚊鱼浮游动物摄食策略 “天中”龙潭星云湖