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呼伦湖南岸草地土壤微生物的群落结构与影响机制

王玉珏  
【摘要】:自工业革命以来,人类活动的日益频繁加剧着全球变化,引起了一系列的反应,包括地球地表温度升高、大气二氧化碳浓度升高、冰川消融和降水格局改变等,这些变化无疑会对人类赖以生存的家园产生深远影响。旱地占地球陆地面积的41%左右,养育全球总人口的38%以上,旱地资源管理与整合是永恒的课题,对人类福祉具有重要意义。土壤为旱地地区的作物提供了生长场所和养分,是旱地生态系统生态服务的主要提供者。不同类群土壤微生物结合在一起,存在着复杂的相互作用,在植物根系、土壤动物等共同影响下,适应多种多样的土壤微环境并在生态过程中发挥重要作用。呼伦湖是内蒙古第一大湖,中国蓄水量第四大淡水湖,滋润着广袤的呼伦贝尔大草原,被誉为“草原之肾”。本文通过对呼伦湖南岸草地进行环境状况的摸查以及运用高通量测序方法分析该地区土壤微生物的多样性和群落结构,并分析土壤微生物与各个环境因子之间的相关程度,得出影响土壤微生物多样性和群落结构的机制,可以比较准确地了解在环境因子改变的情况下土壤微生物会如何响应,为呼伦湖国家级自然保护区管理局提供基础数据,为草地生态系统响应全球气候变化提供基础资料。通过实验与分析,我们发现几点结论:1.真菌群落结构和细菌群落结构在空间上呈现出大致相同的分布格局。空间分布特征具体表现为离湖最近的第1号样点真菌和细菌群落结构显著差异于其他样点,第2号、第3号、第7号样点为相似的群落结构,剩余样点为另一个相似的群落结构。在空间上,表现为第1号样点的真菌组成和细菌组成由于受到湖水影响,与其余样点具有显著差异,其余各样点之间差异不显著。2.在所有样点中,真菌类群和细菌类群都分别发现4个优势菌门,真菌类群优势门为子囊菌门、担子菌门、球囊菌门、壶菌门,细菌类群优势门为放线菌门、变形杆菌门、拟杆菌门、酸杆菌门。真菌及细菌微生物总量在空间上未表现出明显的分布格局。3.通过主成分分析及相关性分析,我们发现真菌及细菌总量均与土壤有机质含量呈现显著的正相关关系,说明土壤养分是影响土壤微生物生存的一个关键因子。已有研究表明其余环境因子与土壤微生物存在相关关系,但在本研究中不具有显著性。本研究在呼伦湖南岸草地进行采样,选取一个天然存在的水分梯度带模拟气候变化后全球降水格局改变,土壤微生物的响应情况。在设计实验过程中,排除了人为干扰的影响和放牧的干扰,下一步计划在呼伦湖其他方位再次进行沿湖取样,考虑人为干扰、土地利用方式、放牧强度等的影响,将更加全面的研究土壤微生物群落的影响机制,为后续科学研究提供基础数据。


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