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黄河三角洲滨海湿地异质性生境芦苇根际微生物群落特征研究

杨树仁  
【摘要】:微生物是陆地生态系统土壤的关键组成部分,在土壤的形成、凋落物的分解、生态修复等方面均起着至关重要的作用。微生物有着各种独特的生存条件、生态作用和功能分工,易受到土壤环境变化的影响,因此土壤微生物物种多样性与群落结构通常被认为是评估土壤环境的指示因子。微生物在土壤中的分布规律以及对土壤理化因子的响应是近年来研究的热点。滨海湿地是由海洋与陆地交汇而产生的一个特殊又复杂的生态系统,有着许多重要的功能与价值,探究滨海湿地土壤微生物群落结构与多样性,能够加深我们对土壤微生物在典型生态系统中的认识和理解。黄河三角洲滨海湿地是全国乃至世界温带面积最大、保护最完整的新生河口生态系统之一,生境脆弱,环境异质性强,水盐梯度明显,受到了诸多学者的关注。本研究以黄河三角洲为研究区域,以异质性生境芦苇群落为研究对象,以土壤微生物为研究主线,探讨了不同生境芦苇群落(从潮间带到黄河沿岸)植物根际微生物群落结构特征及其影响机制。研究利用第二代测序技术对黄河三角洲滨海湿地异质性生境芦苇根际微生物群落进行高通量测序,探讨芦苇根际细菌、真菌、从枝菌根真菌(AMF)群落的特征,并结合土壤pH、电导率、土壤有机质、总氮、总磷、铵态氮、硝态氮以及有效钾含量等土壤理化性质,进一步解析芦苇根际微生物群落对土壤环境变化的响应规律。并基于土壤微生物的生物多样性指数,结合相关性与冗余分析,探究土壤理化性质对土壤微生物群落多样性的影响。总体来讲,在黄河三角洲滨海湿地中硝态氮和有机质含量是影响芦苇根际微生物群落结构的重要因素。得到主要结果和结论具体如下:研究检测出细菌共57门、140纲、394目、680科、1309属、2805种,其中优势门类为变形菌门(Proteobacteria),δ-变形菌(Deltaproteobacteria)、绿弯菌(Chloroflexia)与Kazania在样地间丰度存在显著差异,细菌群落多样性对土壤pH相当敏感,土壤硝态氮、有效钾和有机质含量是影响三角洲滨海湿地芦苇根际细菌群落结构的主要因素。共检测出真菌10门、32纲、74目、172科、302属、41 7种,其中优势真菌门类为子囊菌门(Ascomycota),土壤中丰度存在显著差异的主要为球囊菌门(Glomeromycota)真菌,土壤硝态氮含量是影响黄河三角洲滨海湿地芦苇根际真菌群落多样性、群落结构的重要影响因子。共发现5目、8科、10属、54种AMF,优势AMF类群为球囊霉属(Glomus),黄河三角洲滨海湿地芦苇根际AMF群落受到了土壤硝态氮和有机质的强烈影响,土壤硝态氮含量是影响AMF群落多样性、群落结构的重要影响因子,土壤有机质含量也在AMF群落结构中扮演了重要的角色。黄河三角洲湿地是一个受淡水和海水综合影响的独特生态系统,为了解环境变化对滨海生态系统中土壤微生物的结构和功能的影响提供了理想的研究案例。这项研究的结果有助于更好地了解滨海湿地土壤微生物的群落状态以及土壤理化因素的影响。


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