内蒙古荒漠草原不同退化阶段土壤微生物变化的研究
【摘要】：
草地是我国陆地面积最大的生态系统类型,它在维持我国自然生态系统格局、功能以及过程方面具有特殊的意义。内蒙古荒漠草原是我国北方很重要的自然群落类型,目前均存在不同程度的退化。土壤微生物在土壤生态系统中的作用重大,然而退化生态系统有关土壤微生物的研究相对缺乏。本文运用土壤微生物研究的传统分析方法和现代分子生物学手段,对处于不同退化阶段的内蒙古荒漠草原土壤微生物群落结构变化进行了研究,结果显示:
1.荒漠草原生态系统土壤微生物各大类群数量关系是,细菌放线菌固氮菌真菌(主要为霉菌)。随退化程度的加剧,微生物总数有降低的趋势,基本上呈轻度退化样地中度退化样地重度退化样地的规律,不同的退化阶段微生物各大类群的比例比较稳定。
2.土壤有机质含量在轻度退化样地最高,随退化程度的加剧,土壤有机质含量有递减的趋势,土壤全氮表现出与土壤有机质类似的规律,土壤全磷、全钾和土壤PH等指标在梯度水平上的规律性不明显。
3.土壤生物活性的研究结果显示:微生物生物量碳和土壤诱导呼吸强度受退化程度的影响比较明显,随退化程度的加剧微生物生物量和土壤呼吸强度呈轻度退化样地中度退化样地重度退化样地的规律。土壤脲酶、转化酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性均随退化程度的加剧均呈降低的趋势,表现出轻度退化区土壤肥力水平相对高,周转速率快的特点。
4.土壤各因子之间相关性研究结果表明:土壤各因子之间呈较好的相关关系。土壤理化性质与土壤生物活性之间的相关性尤其密切,因此土壤养分和土壤生物活性的结合是评价样地健康的有效指标。
5.从土壤样品中直接提取出土壤微生物的总DNA,并对其进行PCR扩增。土壤细菌16S rRNA基因(V6-V8区)序列的DGGE图谱分析结果表明:含有高G+C含量的微生物类群是研究区主要的优势类群,并且随着退化程度的加剧其细菌群落结构发生较大变化,说明草原的退化显著的改变了土壤细菌的群落结构。
6.对研究区土壤细菌多样性研究结果表明:随退化程度的加剧,其Shannon-Weaver指数降低,Simpson指数也呈下降的趋势,说明草原的退化导致了地下微生物多样性的降低。
7.对各样地微生物优势或特异类群的系统发育分析结果发现:荒漠草原生态系统土壤细菌隶属于拟杆纲菌门(Bacteroidetes),酸杆菌门(Acidobacteria),变形菌门(Proteobacteria)的γ,δ类群及厚壁菌门(Firmicutes),拟杆纲菌门(Bacteroidetes)在所有基因型当中所占的比例是47%左右,成为了优势类群。
8.样方常规调查结果显示随草原退化程度的加剧,其植物多样性降低。研究区地上植被与地下土壤微生物多样性关系的研究结果表明地上植被与地下土壤微生物多样性之间关系密切,相关性研究结果表明植物多样性和土壤微生物多样性之间有正相关关系。
【关键词】：荒漠草原 土壤微生物 土壤养分 PCR-DGGE 【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S812.2
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-13
- 1. 前言13-26
- 1.1 土壤微生物研究在生态学研究中的重要意义13-14
- 1.2 荒漠草原生态系统研究的历史回顾与前沿动态14
- 1.3 土壤微生物生态学研究方法14-23
- 1.3.1 土壤微生物生态学研究中的分子生物学技术15-22
- 1.3.2 土壤微生物的分子生物学技术研究展望22-23
- 1.4 立题背景、重点问题、新颖性以及技术路线23-26
- 1.4.1 本研究的立题背景及研究意义23
- 1.4.2 重点解决的问题、独创或新颖之处23-24
- 1.4.3 研究的主要内容和技术路线24-26
- 2. 研究区概况26-28
- 2.1 研究区地形特征26
- 2.2 研究区气候和土壤特征26
- 2.3 研究区植被特征26-28
- 3. 研究方法28-34
- 3.1 研究样地设置28-29
- 3.2 野外样品的采集29
- 3.3 实验方法29-34
- 3.3.1 地上植被调查方法29-30
- 3.3.2 土壤指标的测定及其方法30-33
- 3.3.2.1 土壤微生物数量的分析方法30
- 3.3.2.2 土壤微生物生物量碳的测定方法30-31
- 3.3.2.3 土壤理化性质的测定方法31
- 3.3.2.4 土壤酶活性的测定方法31
- 3.3.2.5 土壤诱导呼吸的测定方法31
- 3.3.2.6 土壤pH 值的测定31-33
- 3.3.2.7 土壤含水量的测定33
- 3.3.3 数据处理33-34
- 4. 结果与分析34-51
- 4.1 土壤理化性质的研究34-37
- 4.2 微生物区系组成的研究37-40
- 4.2.1 土壤微生物数量分析37-39
- 4.2.2 土壤微生物组成比例39-40
- 4.3 土壤生物活性的研究40-47
- 4.3.1 土壤微生物生物量40-41
- 4.3.2 土壤诱导呼吸41-43
- 4.3.3 土壤酶活性的研究43-47
- 4.3.3.1 脲酶43-44
- 4.3.3.2 转化酶44-45
- 4.3.3.3 过氧化氢酶45-46
- 4.3.3.4 多酚氧化酶46-47
- 4.3.3.5 小结47
- 4.4 相关性研究47-51
- 4.4.1 微生物之间的相关性分析47
- 4.4.2 土壤理化性质之间的相关分析47
- 4.4.3 土壤生物活性之间的相关性分析47-48
- 4.4.4 土壤微生物和土壤理化性质之间的相关性分析48
- 4.4.5 土壤理化性质与土壤生物活性之间的相关性分析48-49
- 4.4.6 土壤微生物与土壤生物活性之间的相关性分析49-51
- 5. 土壤微生物分子多态性研究51-70
- 5.1 材料和仪器52
- 5.1.1 土壤样品的采集和处理52
- 5.1.2 主要的仪器设备52
- 5.1.3 主要的试剂及药品52
- 5.2 引物52-53
- 5.3 试验方法53-58
- 5.3.1 土壤微生物总 DNA 的提取53
- 5.3.2 DNA 的纯度和定量检测53
- 5.3.3 16SrDNA 目的基因（V6-V8 区）的扩增53-54
- 5.3.4 DGGE 电泳54
- 5.3.5 切胶和构建1651DNA 克隆54-57
- 5.3.5.1 PCR 产物的纯化回收54-55
- 5.3.5.2 纯化 PCR 产物的链接反应55-56
- 5.3.5.3 带有 PCR 质粒产物的转化实验56-57
- 5.3.5.4 检测转化产物的假阳性57
- 5.3.6 系统发育分析57
- 5.3.7 核苷酸序列登录号57-58
- 5.4 结果与分析58-68
- 5.4.1 土壤微生物总 DNA 的提取58
- 5.4.2 16SrDNA 目的基因（V6-V8）的扩增58-59
- 5.4.3 DGGE 图像结果分析59-68
- 5.4.3.1 研究区样地土壤细菌 PCR-DGGE 图谱分析59-62
- 5.4.3.2 不同退化样地细菌多样性分析62-63
- 5.4.3.3 部分条带的系统发育分析63-68
- 5.5 讨论68-70
- 6. 研究区植物群落与地下土壤微生物关系的研究70-74
- 6.1 不同退化样地植物多样性70-71
- 6.2 植物多样性和微生物多样性之间的相互关系71-73
- 6.3 小结73-74
- 7. 主要的结论74-76
- 参考文献76-87
- 致谢87-89
- 附录89-96
|
|
|
|
| 1 |
高婷;张源沛;;荒漠草原土壤微生物数量与土壤及植被分布类型的关系[J];草业科学;2006年12期 |
| 2 |
高雪峰;韩国栋;张功;赵萌莉;卢萍;;荒漠草原不同放牧强度下土壤酶活性及养分含量的动态研究[J];草业科学;2007年02期 |
| 3 |
干友民,李志丹,泽柏,费道平,罗光荣,王钦,王小利;川西北亚高山草地不同退化梯度草地土壤养分变化[J];草业学报;2005年02期 |
| 4 |
王明君;韩国栋;赵萌莉;李海贤;;内蒙古呼伦贝尔草甸草原的草地退化等级数量分析[J];西北植物学报;2007年04期 |
| 5 |
闫玉春;唐海萍;;围栏禁牧对内蒙古典型草原群落特征的影响[J];西北植物学报;2007年06期 |
| 6 |
陈渭南，董光荣，董治宝;中国北方土壤风蚀问题研究的进展与趋势[J];地球科学进展;1994年05期 |
| 7 |
赛胜宝;内蒙古北部荒漠草原带的严重荒漠化及其治理[J];干旱区资源与环境;2001年04期 |
| 8 |
LZhen-mei;;Monitoring impact of mefenacet treatment on soil microbial communities by PCR-DGGE fingerprinting and conventional testing procedures[J];Journal of Environmental Sciences;2006年02期 |
| 9 |
赵阳国,任南琪,王爱杰,刘广民,赵秋实,商淮湘;SSCP技术解析硫酸盐还原反应器中微生物群落结构[J];环境科学;2005年04期 |
| 10 |
邢德峰;任南琪;宋佳秀;曲敏;徐香玲;;不同16SrDNA靶序列对DGGE分析活性污泥群落的影响[J];环境科学;2006年07期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
马原松,王启明,吴诗光,徐心诚;干旱胁迫下大豆苗期生理生化指标的研究[J];安徽农业科学;2005年06期 |
| 2 |
柴薇薇;蒋志荣;孔东升;李彩霞;梁绪婷;;3种灌木幼苗对干旱胁迫的生理响应[J];安徽农业科学;2007年05期 |
| 3 |
庄丽,陈亚宁,李卫红,袁素芬;干旱区荒漠植被丙二醛及保护酶活性对地下水位的响应[J];冰川冻土;2005年05期 |
| 4 |
蒲光兰,周兰英,胡学华,邓家林,刘永红;土壤干旱胁迫对杏树渗透调节物质的影响[J];北方园艺;2005年02期 |
| 5 |
王娟;寿森炎;;高温胁迫对莴笋幼苗叶绿素和抗氧化系统的影响[J];北方园艺;2007年02期 |
| 6 |
宋朝枢;世界松属种类及我国引种国外松的概况[J];北京林学院学报;1983年02期 |
| 7 |
韩烈保,孙本信;草地早熟禾在中国沈阳引种适应性的研究[J];北京林业大学学报;2000年02期 |
| 8 |
韩烈保;国外优良草坪草在北京引种适应性研究[J];北京林业大学学报;2000年02期 |
| 9 |
王有年,杨爱珍,于同泉,袁苑,谷继成;水分胁迫对爱宕梨渗透调节的影响[J];北京农学院学报;2003年01期 |
| 10 |
于同泉，谷建田;逆境中植物体内甜菜碱的积累及其生物学意义[J];北京农学院学报;1994年02期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
耿玉清,孙向阳,亢新刚,谭笑,周运起,李东兰,陈宝升;长白山林区不同森林类型下土壤肥力状况的研究[J];北京林业大学学报;1999年06期 |
| 2 |
姚爱兴,李平,王培,夏景新,呼天明;不同放牧制度下奶牛对多年生黑麦草/白三叶草地土壤特性的影响[J];草地学报;1996年02期 |
| 3 |
杨利民,韩梅,李建东;松嫩平原主要草地群落放牧退化演替阶段的划分[J];草地学报;1996年04期 |
| 4 |
李香真,陈佐忠;不同放牧率对草原植物与土壤C、N、P含量的影响[J];草地学报;1998年02期 |
| 5 |
牛海山,李香真,陈佐忠;放牧率对土壤饱和导水率及其空间变异的影响[J];草地学报;1999年03期 |
| 6 |
贾树海,王春枝,孙振涛,李绍良,陈有君,靳存旺;放牧强度和时期对内蒙古草原土壤压实效应的研究[J];草地学报;1999年03期 |
| 7 |
赵吉;不同放牧率对冷蒿小禾草草原土壤微生物数量和生物量的影响[J];草地学报;1999年03期 |
| 8 |
张金霞,曹广民,周党卫,赵新全;放牧强度对高寒灌丛草甸土壤CO_2释放速率的影响[J];草地学报;2001年03期 |
| 9 |
王玉辉,何兴元,周广胜;放牧强度对羊草草原的影响[J];草地学报;2002年01期 |
| 10 |
张蕴薇,韩建国,李志强;放牧强度对土壤物理性质的影响[J];草地学报;2002年01期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
;理论与实践[A];江西省抚州市社科联论文集（2002-2003）教育文化类[C];2003年 |
|
|
|
|
|
| 1 |
杨海君;肖启明;刘安元;;土壤微生物多样性及其作用研究进展[J];南华大学学报(自然科学版);2005年04期 |
| 2 |
胡元森;李翠香;周毅;王雅果;;两种从土壤中提取DNA方法的比较[J];生物技术;2006年05期 |
| 3 |
罗海峰,齐鸿雁,薛凯,王晓谊,王川,张洪勋;在PCR-DGGE研究土壤微生物多样性中应用GC发卡结构的效应[J];生态学报;2003年10期 |
| 4 |
吕桂芬;吴永胜;李浩;马万里;卢萍;;荒漠草原不同退化阶段土壤微生物、土壤养分及酶活性的研究[J];中国沙漠;2010年01期 |
| 5 |
李以康;韩发;冉飞;包苏科;周华坤;;三江源区高寒草甸退化对土壤养分和土壤酶活性影响的研究[J];中国草地学报;2008年04期 |
| 6 |
邵元元;邹莉;王志英;吴韶平;;落叶松人工林土壤养分与微生物群落的变化动态[J];东北林业大学学报;2011年01期 |
| 7 |
裴雪霞;周卫;梁国庆;孙静文;王秀斌;李双来;;长期施肥对黄棕壤性水稻土氨氧化细菌多样性的影响[J];植物营养与肥料学报;2011年03期 |
| 8 |
蔡燕飞,廖宗文,章家恩,孔维栋,何成新;生态有机肥对番茄青枯病及土壤微生物多样性的影响[J];应用生态学报;2003年03期 |
| 9 |
黄进勇,李春霞;土壤微生物多样性的主要影响因子及其效应[J];河南科技大学学报(农学版);2004年04期 |
| 10 |
吴永胜;李浩;马万里;卢萍;吕桂芬;;分子生物学技术在草原土壤微生物研究中的应用[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2008年02期 |
|
快捷付款方式
订购知网充值卡
订购热线
帮助中心