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《湖南农业大学》 2009年
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三江源自然保护区土壤微生物结构与功能研究

任佐华  
【摘要】: 土壤微生物是生态系统的重要成员,是土壤中最活跃的部分,它们在土壤中的数量与分布一定程度上反映出土壤肥力状况与植物营养的密切关系,同时也反映土壤、植被和气候等综合因素对土壤微生物的影响。因此土壤微生物多样性的保护和研究对系统生态保护具有重要意义。三江源自然保护区位于青海省南部,属于青藏高原腹地,海拔垂直差异明显,具有独特的自然地理环境,是我国面积最大、海拔最高、生物多样性最丰富和生态最敏感的国家级自然保护区,为开展全球变化相关研究提供了理想的实验场所。青藏高原高寒草原生态系统具有十分重要的生态地位,因其所处环境严酷、生态脆弱,在全球变化,特别是在人为干扰等因素的综合影响下,已呈现出严重的退化态势。研究三江源自然保护区高寒草原土壤微生物群落结构与功能,揭示其生态分布和区域特异性,为评价三江源自然保护区的生态环境、了解全球变化对三江源自然保护区土壤微生物的影响以及三江源自然保护区保护策略的制定提供科学依据。 本研究采用传统分离培养方法对三江源自然保护区高寒草原生物多样性固定监测样地的土壤中主要微生物类群的数量进行研究,探讨其与土壤酶、微生物量碳氮和生态因子的相关性;采用末端限制性酶切片段长度多态性分析(T—RFLP)分子生物学技术对硝化基因(amoA)、反硝化基因(nirK和nosZ)、土壤细菌群落进行研究。同时探讨了不同海拔高度土壤微生物群落结构与功能的多样性及其主要影响因子。其主要研究结果如下: 1.为了揭示青藏高原高寒草地土壤微生物活性组成和微生物量碳氮情况,同时探讨气候变化对土壤微生物的影响,以青藏高原腹地三江源自然保护区高寒草原土壤为研究对象,选择土壤质地、植被类型基本一致,海拔高度不同(3400-4200m)的4个样地,分析测定了土壤微生物(细菌、真菌、放线菌和部分生理功能微生物群)数量、土壤微生物量(碳、氮)、土壤酶(纤维素酶、蛋白酶、脲酶用、蔗糖酶)活性。结果表明:研究区域均含有较丰富的土壤有机碳和养分,微生物数量多少为细菌>放线菌>真菌,主要功能微生物菌群数量为氨化细菌>好气性固氮菌>硝化细菌>亚硝化细菌,样地间的微生物生物量碳氮含量差异显著。相关性分析表明,除与亚硝酸细菌具有弱正相关性外,海拔高度与其它因子均具有负相关性,其中与细菌和氨化细菌具有极显著负相关性,与好气性固氮菌和硝酸细菌具有显著负相关性。因此,温度的升高可能明显的影响了三江源地区高寒草原的土壤微生物活性。 2.研究证明应用Ultra clean soil DNA Isolation Kit直接从土壤中提取DNA的方法是一种快速、高效、稳定的方法,该方法无需特殊仪器,整个过程可在较短的时间内完成;为检测土壤微生物的群落结构、微生物的多样性和功能微生物的代谢途径研究提供了一种可行的方法。 3.采用T—RFLP方法对三江源高寒草地海拔垂直海拔梯度分布下的5个样地土壤中硝化(amoA)微生物多样性及群落分布进行了研究,结果表明,硝化菌群在相临样地间相似率较高,推测地理距离可能是影响硝化菌群多样性分布的主要因素。硝化菌群多样性在样地ZD-1最高,样地GH最低:而且对硝化菌T—RFs多样性指数H′与土壤生物地理化学因子进行相关性分析,结果也发现amoA基因多样性指数H′与海拔高度表现出极其显著的正相关;由此可推断温度升高对硝化细菌多样性有一定的影响。 4.本研究首次应用nirK和nosZ基因,通过T—RFLP技术探讨三江源自然保护区内高寒草地海拔垂直地理生态分布带中5个样地的反硝化微生物多样性和群落结构。结果表明,反硝化菌群在相临样地间相似率较高,样地间nirK基因相似率普遍低于nosZ基因相似率。nirK基因距离较近的样地间出现较高的相似率,地理距离可能是影响nirK基因反硝化菌群多样性分布的主要因素。而nosZ基因在样地间相似率都差异不很大,nosZ基因的分布跟空间距离相关性不大。nirK基因nosZ基因基本符合按地海拔梯度进行聚类。反硝化菌群多样性nirK基因在样地CD最高,在样地MD最低;其均匀度在样地GH最高,在样地MD最低;nosZ基因的多样性在样地GML最高,在样地MD最低;即反硝化细菌多样性与海拔高度变化相关性不明显,而对硝化菌T—RFs多样性指数H′与土壤生物地理化学因子进行相关性分析,结果也发现nirK和nosZ基因多样性指数H′与土壤含水量表现出极其显著的正相关;由此可推断土壤湿度的变化对反硝化细菌多样性有一定的影响。 5.利用T—RFLP技术,分析了三江源高寒草甸沿海拔梯度分布的4个样地土壤中细菌群落结构和多样性状况,研究结果表明,海拔为4813m的样地土壤细菌多样性普遍高于其3个样地,地理距离的差异是影响此地区土壤细菌生态分布的因素。温度的上升对土壤细菌多样性的影响势必也不容忽视。此外,其它生态因子均与土壤细菌群落结构多样性及生态分布有一定相关性,因此,其它生态因子对土壤细菌多样性的影响也不能忽视。
【学位授予单位】:湖南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S154.3

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董云社,齐玉春,Manfred Domroes,耿元波,杨小红,刘立新,刘杏认;内蒙古温带半干旱羊草草原N_2O通量及其影响因素[J];地理研究;2004年06期
2 周俊岸,周丽霞,林永标,丁明懋,傅声雷,蚁伟民;鹤山3种人工林土壤N_2O浓度的时间和空间变异[J];福建林学院学报;2005年03期
3 凌莉,闫湘,李鲁华,李世清;关中地区农田生态系统土壤微生物体氮分异性研究[J];干旱地区农业研究;2000年03期
4 黄耀,蒋静艳,宗良纲,周权锁,Ronald L.Sass,Frank M.Fisher;种植密度和降水对冬小麦田N_2O排放的影响[J];环境科学;2001年06期
5 张秀君,徐慧,陈冠雄;影响森林土壤N_2O排放和CH_4吸收的主要因素[J];环境科学;2002年05期
6 曾江海,王智平,张玉铭,宋文质,王少彬,苏维瀚;小麦-玉米轮作期土壤排放N_2O通量及总量估算[J];环境科学;1995年01期
7 郑循华,王明星,王跃思,沈壬兴,张文,龚晏邦;温度对农田N_2O产生与排放的影响[J];环境科学;1997年05期
8 齐玉春,董云社,章申,罗辑;贡嘎山山地暗针叶林带森林土壤温室气体N_2O和CH_4排放研究[J];中国科学(D辑:地球科学);2002年11期
9 ;The diversity of denitrifying bacteria in the alpine meadow soil of Sanjiangyuan natural reserve in Tibet Plateau[J];Chinese Science Bulletin;2006年10期
10 刘广深,徐文彬,洪业汤,陈旭晖;土壤N_2O释放通量季节变化的主要环境驱动因素研究[J];矿物学报;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴利;余育和;冯伟松;;PCR-DGGE技术在环境微型生物群落研究中的应用[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 葛晓轩;孟庆华;李根英;;泰安、威海棕壤高产农田的供磷特性[J];山东农业科学;2006年05期
3 黄书涛;;黄河三角洲盐碱地土壤脲酶活性与土壤性质的通径分析[J];山东农业科学;2007年06期
4 朱同彬;诸葛玉平;刘少军;娄燕宏;;不同水肥条件对土壤酶活性的影响[J];山东农业科学;2008年03期
5 吴焕涛;魏珉;杨凤娟;王秀峰;;轮作和休茬对日光温室黄瓜连作土壤的改良效果[J];山东农业科学;2008年05期
6 王健;刘波;陈文;孟庆华;刘继永;;山东主要土类的解磷细菌及其与供磷特性的相关分析[J];山东农业科学;2008年05期
7 杨晓玉;胡淳淳;王秀峰;史庆华;魏珉;杨凤娟;;硝酸盐胁迫对黄瓜幼苗生长及镁、铁、铜、锰、锌含量的影响[J];山东农业科学;2008年08期
8 刘继永;陈文;刘波;王健;孟庆华;;山东潮土高产农田的供磷特性[J];山东农业科学;2009年02期
9 姚元涛;宋鲁彬;张丽霞;田丽丽;;茶树硼素营养研究现状与展望[J];山东农业科学;2009年04期
10 张庆宁;胡明;朱荣生;任相全;武英;王怀忠;刘玉庆;王述柏;;生态养猪模式中发酵床优势细菌的微生物学性质及其应用研究[J];山东农业科学;2009年04期
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1 徐强;谢宝英;;玉米-线辣椒套作系统中土壤养分与土壤生物因子的关系[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
2 马海燕;徐瑾;孙霞;朱翠英;郑成淑;;非洲菊连作对土壤理化性状与生物性状的影响[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
3 张天敏;张玉星;;两种生草制度对春季梨园土壤养分及酶活性的影响[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
4 秦建桥;罗育池;阮文刚;刘源锋;;粤北大宝山铅锌矿区土壤—五节芒(Miscanthus floridulus)植物体系的微生物特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
5 张雪艳;徐新良;;1982-2003年蒙古高原NDVI对气候变化的响应研究[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
6 马鸣超;姜昕;李俊;何江涛;;人工快速渗滤系统中硝化菌群脱氮作用解析[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
7 马鸣超;姜昕;刘菲;李俊;;污水人工快速渗滤系统中氨氧化菌16S rDNA的DGGE分析[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
8 姜昕;马鸣超;李俊;李力;钟佐燊;;用DGGE技术分析污水人工快速渗滤系统中微生物种群分布[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
9 余东游;刘韶娜;李卫芬;黄海智;;一株异养型亚硝酸盐转化菌的分离鉴定及特性研究[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
10 余建平;吕月萍;刘佳莉;刘建国;郭长虹;;GFP叶绿体转化烟草茎叶降解对土壤微生物及土壤酶活性的影响[A];2010植物免疫机制研究及其调控研讨会论文集[C];2010年
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1 王延平;连作杨树人工林地力衰退研究:酚酸的累积及其化感效应[D];山东农业大学;2010年
2 鱼小军;牦牛粪维系青藏高原高寒草地健康的作用机制[D];甘肃农业大学;2010年
3 李振东;东祁连山高寒草地优势植物内生细菌多样性研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 张俊忠;东祁连山高寒草地土壤真菌多样性研究[D];甘肃农业大学;2010年
5 焦婷;温性荒漠草原放牧利用退化草地生态系统营养动态研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;2010年
7 陈波浪;绿洲棉田磷素养分资源高效利用机理和技术研究[D];新疆农业大学;2010年
8 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
9 李瑞利;两种典型盐生植物耐盐机理及应用耐盐植物改良盐渍土研究[D];南开大学;2010年
10 赖力;中国土地利用的碳排放效应研究[D];南京大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓雅丽;土壤中铁铝氧化物对Bt毒素吸附的影响[D];华中农业大学;2010年
2 莫琼;等高绿篱—农业复合系统土壤CO_2和N_2O排放特征[D];华中农业大学;2010年
3 朱小娇;施用工程菌和草木灰对污染土壤Cd形态和小麦生长的影响[D];华中农业大学;2010年
4 柴彦君;鄂北岗地不同品种冬小麦氮效率差异性的研究[D];华中农业大学;2010年
5 蔡东;鄂南棕红壤区施用石灰对桃园土壤和树体营养的效应研究[D];华中农业大学;2010年
6 郭亮;干扰—沉积物再悬浮对浮游细菌群落结构和多样性的影响[D];华中农业大学;2010年
7 薛妍;肠道菌对苏云金芽胞杆菌棉铃虫杀虫活性的作用[D];华中农业大学;2010年
8 郑慧;高位池养虾对土壤微生物群落结构与活性及其表征的土壤质量的影响[D];华中农业大学;2010年
9 江雪飞;除草剂阿特拉津和氯磺隆对土壤微生物多样性和活性的影响[D];华中农业大学;2009年
10 王志勇;空心莲子草入侵对土壤微生物群落结构和土壤酶活的影响[D];华中农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱林,张春兰,沈其荣;施用稻草等有机物料对黄瓜连作土壤pH、EC值和微生物的影响[J];安徽农业大学学报;2001年04期
2 吴凤芝,王伟,栾非时;土壤灭菌对大棚连作黄瓜生长发育影响[J];北方园艺;1999年05期
3 孙向阳,郭青俊;妙峰山林地CO_2释放量的初步研究[J];北京林业大学学报;1995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 杜睿,王庚辰,刘广仁,王艳芬,王跃思,吕达仁,陈佐忠;内蒙古羊草草原温室气体交换通量的日变化特征研究[J];草地学报;1998年04期
6 毕银丽,丁保建,全文智,李晓林;VA菌根对白三叶吸收水分和养分的影响[J];草地学报;2001年02期
7 马丽萍,张德罡,姚拓;高寒草地不同扰动生境纤维素分解菌数量动态研究[J];草原与草坪;2005年01期
8 刘世贵,葛绍荣,龙章富;川西北退化草地土壤微生物数量与区系研究[J];草业学报;1994年04期
9 冯固,杨茂秋,白灯莎;盐胁迫下VA菌根真菌对无芒雀麦体内矿质元素含量及组成的影响[J];草业学报;1998年03期
10 胡海波,康立新,梁珍海,仇才楼;泥质海岸防护林土壤酶活性与理化性质关系的研究[J];东北林业大学学报;1995年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王艳芬;人类活动干扰下草原温室气体地-气交换特征及碳平衡研究[D];中国科学院植物研究所;2001年
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1 任震宇;全国都来支持“三江源自然保护区”的建设[J];中国林业;2001年06期
2 马强,苏化龙,李迪强;青海三江源自然保护区鸟类分布状况初步研究[J];北京林业大学学报;2003年05期
3 金旻;;科技为三江源建设插上腾飞的翅膀——中国林科院参加三江源自然保护区建设纪实[J];湿地科学与管理;2005年01期
4 ;我国迄今面积最大的自然保护区 三江源自然保护区[J];汕头林业;2000年01期
5 张均;;三江源生态建设纳入国家“十一五”规划[J];草业科学;2006年05期
6 ;中国保护区之最[J];科技潮;2002年S1期
7 刘海英;;中央专项资金改善三江源的生态环境[J];草业科学;2006年10期
8 ;青海省积极推进三江源自然保护区生态保护和建设工程[J];中国水土保持;2007年11期
9 周立志,李迪强,王秀磊,马强;三江源自然保护区鼠害类型、现状和防治策略[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
10 ;信息短波[J];浙江林业;2001年03期
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1 程瑞梅;肖文发;李建文;;三峡库区柏木林研究[A];中国林学会2004年年会论文集[C];2004年
2 王勇军;徐华林;昝启杰;;深圳福田鱼塘改造区鸟类监测及评价[A];循环·整合·和谐——第二届全国复合生态与循环经济学术讨论会论文集[C];2005年
3 潘立勇;杨靖;潘宏博;李勇;付红;胡维佳;;云龙湖水体的生物学状况及富营养化评价[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
4 王建红;邵金丽;车少臣;任桂芳;;北京园林绿地昆虫群落功能团的研究[A];北京市“建设节约型园林绿化”论文集[C];2007年
5 黄红英;章家恩;徐剑;;不同人类活动干扰对土壤动物群落结构的影响研究[A];第五届广东、湖南、江西、湖北四省动物学学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年
6 周放;韩小静;蒋爱伍;黄成亮;余丽江;孙仁杰;李相林;;广西金钟山鸟类保护区的鸟类多样性初步研究[A];第八届中国动物学会鸟类学分会全国代表大会暨第六届海峡两岸鸟类学研讨会论文集[C];2005年
7 董慈祥;任兰花;李国全;晁国德;江新林;;麦田节肢动物群落的研究[A];农业生物灾害预防与控制研究[C];2005年
8 徐兆礼;李春鞠;;东海浮游磷虾类多样性研究[A];中国水产学会第五届青年学术年会摘要集[C];2004年
9 吴鹏飞;杨大星;;川西北亚高山草甸土壤动物群落特征[A];中国畜牧兽医学会家畜生态学分会第七届全国代表大会暨学术研讨会论文集[C];2008年
10 蔡邦平;陈俊愉;张启翔;郭良栋;;武汉春、秋季的梅根际丛枝菌根真菌群落变化的研究[A];中国植物园(第十三期)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 梁娟;三江源自然保护区成立[N];新华每日电讯;2000年
2 记者 赵永新;我国设立三江源自然保护区[N];人民日报;2000年
3 记者 钟欣;国家林业局将全力支持三江源自然保护区建设[N];农民日报;2000年
4 记者 高小青;国家建立三江源自然保护区补偿机制[N];青海日报;2003年
5 特约记者 杨曙光 赵小鹏;生态“一号工程”拉开帷幕[N];人民政协报;2001年
6 古岳;保护生态从源头抓起[N];解放军报;2000年
7 郑杰 陶宝祥 董锁成;三江源自然保护区与西部大开发[N];科技日报;2000年
8 特约记者 杨曙光 赵小鹏;驻青海全国政协委员建议加快三江源自然保护区建设进程[N];人民政协报;2002年
9 蒋志臻;将三江源自然保护区申报为世界自然遗产[N];人民政协报;2003年
10 刘侃;开发大西部 关注三江源[N];科技日报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任佐华;三江源自然保护区土壤微生物结构与功能研究[D];湖南农业大学;2009年
2 周慧;云南高黎贡山国家自然保护区土壤微生物多样性研究[D];湖南农业大学;2008年
3 李晓京;北京山区森林鸟类多样性及其保护研究[D];北京林业大学;2008年
4 熊金林;不同营养水平湖泊浮游生物和底栖动物群落多样性的研究[D];华中科技大学;2005年
5 张书理;内蒙古赛罕乌拉自然保护区植物多样性及其保护研究[D];北京林业大学;2007年
6 丁珌;福建红树林昆虫群落及主要害虫综合治理技术研究[D];福建农林大学;2007年
7 李骁;珍稀植物四合木分布区特有土壤微生物区系研究[D];内蒙古大学;2007年
8 刘惠君;酰胺类除草剂的生物化学行为以及手性选择性行为研究[D];浙江大学;2005年
9 刘海滨;青岛太平湾砂质潮间带小型底栖生物群落结构与多样性的研究[D];中国海洋大学;2007年
10 黎海利;萱草属部分种和栽培品种资源调查及亲缘关系研究[D];北京林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘素娟;渤海湾浮游植物的生态研究[D];天津大学;2007年
2 杨志焕;亚热带人工湿地植物多样性与人工湿地价值评价[D];浙江大学;2006年
3 吴艳光;长白山地区访花昆虫多样性及访花行为的研究[D];东北师范大学;2006年
4 许春梅;黄浦江苏州河着生藻类群落研究及藻类毒性试验[D];华东师范大学;2007年
5 杨杰;四川老君山自然保护区鸟类群落结构及多样性研究[D];四川大学;2007年
6 陈威;重庆马尾松林下苔藓植物对酸雨的指示意义初步研究[D];西南大学;2008年
7 李范成;佳木斯地区蝶类多样性研究[D];东北师范大学;2008年
8 解晶;崇明东滩芦苇(Phragmites australis)群落中昆虫群落的时序动态研究[D];复旦大学;2008年
9 张金旺;乌兰察布草原区两种人工林植被与土壤特征的研究[D];内蒙古农业大学;2010年
10 姜睿;兴安落叶松林火后不同年限的土壤微生物量的月季动态变化[D];东北林业大学;2012年
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