围封对荒漠草原不同植物群落土壤微生物多样性的影响

摘要

土壤微生物是地球上多样性最高、物种最丰富的生物类群，土壤是最丰富的“菌种资源库”，同时也是一个巨大“基因资源库”。揭示土壤微生物物种核基因多样性的形成规律、时空分布格局等，对于微生物多样性资源的保护利用具有重要意义。本论文以宁夏盐池县荒漠草原4种植物群落:蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)群落、短花针茅（Stipa breviflora Griseb）群落、胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz）群落、苦豆子(Sophora alopecuroides L.)群落围栏内外的土壤为研究对象，通过分析不同群落土壤理化性质、土壤酶活性特征及通过高通量测序技术分析土壤微生物群落的组成和多样性差异，以期揭示围封对荒漠草原不同植物类型土壤微生物多样性生、结构变化和区域生态分布特异性的影响。结果表明:
　　1.围封对荒漠草原四种植物群落土壤理化性质、土壤生物活性影响表现不同，围封显著提高了土壤全磷含量、短花针茅群落有机质、蒙古冰草群落和短花针茅群落速效磷含量、胡枝子群落全盐含量、胡枝子群落含水量，同时显著降低了四种植物群落土壤全氮和速效钾含量; pH、碱解氮没有显著变化。围栏禁牧在一定程度上不仅改善了土壤环境条件，而且还增加了荒漠草原胡枝子群落的微生物生物量、蒙古冰草群落和短花针茅群落的微生物生物量碳。不同植物群落土壤酶活性与土壤养分间具有密切关系，土壤全氮、速效钾、有机质、全磷和速效磷是影响土壤酶活性的重要因素，可以用来指示草原退化与恢复情况。
　　2.围栏禁牧显著改变了四种植物群落土壤细菌群落的分布格局、群落组成和α多样性。围封显著提高了宁夏荒漠草原四种植物群落土壤优势菌变形菌门的相对丰度，同时也降低了短花针茅群落和胡枝子群落优势菌放线菌门的相对丰度;变形菌门和放线菌门是本研究区的优势细菌类群，其中变形菌门在各植物群落土壤中丰度最高;常见菌菌群为奇古菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门、热微菌门;疣微菌门为稀有菌群。围封显著增加了苦豆子群落土壤细菌群落组成，也显著提高了胡枝子群落和苦豆子群落土壤细菌群落α多样性，但也同时显著降低蒙古冰草群落和短花针茅群落土壤细菌群落α多样性;植物群落间苦豆子植物群落围栏内外细菌群结构与其他三种植物群落相似性最低，蒙古冰草群落和短花针茅群落细菌群落结构相似性较高。
　　3.围栏禁牧显著改变了四种植物群落土壤古菌群落的生态分布、群落组成和α多样性，围封显著增加了宁夏荒漠草原不同植物群落古菌优势类群奇古菌和装甲古菌的相对丰度，同时降低了优势菌拟杆菌门的相对丰度，其中奇古菌门占56.85％-78.12％，拟杆菌门占14.47％-37.99％，装甲菌门占2.88％-4.91％，其中优势类群奇古菌相对丰度最高，装甲菌门最低;常见菌菌群为奇古菌门、拟杆菌、装甲菌门;广古菌门;变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、浮霉菌门为稀有菌群。围封禁牧显著降低了四种植物群落古菌群α多样性，同时也抑制了苦豆子群落和胡枝子群落古菌群落组成和古菌群落结构组成，苦豆子群落变化最显著，蒙古冰草群落、短花针茅群落和胡枝子群落变化不显著;苦豆子群落古菌群落结构变化与其他三种植物群落围栏内外均差异最大，苦豆子群落古菌群落结构与其他三种植物群落相似性最低;其他三种群落土壤古菌群落结构变化不明显。
　　4.通过不同植物群落细菌群与主要环境因子的相关分析得出土壤速效磷、碱解氮、碱性磷酸酶、全氮、速效钾是影响细菌群落最大的环境因子，且均与蒙古冰草群落和短花针茅群落放牧区细菌群落多样性相关性最大，与苦豆子群落、短花针茅群落围封区相关性最低。四种植物群落古菌群多样性与主要环境因子土壤碱解氮、碱性磷酸酶、全氮、速效钾均与第一排序轴高度相关，第一排序轴解释达75.23％;进一步分析得出土壤碱解氮、碱性磷酸酶、全氮、速效钾是影响土壤古菌群多样性的主要环境因子。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 文献综述

1．3 研究目的及意义

1．4 研究内容

1．5 技术路线

1 研究区域概况

2 试验设计

2．1 样地设置及样品采集

2．2 主要测定内容

第三章 围封对荒漠草原不同植物群落土壤理化性质的影响

1 测定内容和方法

1．2 数据分析

2 结果与分析

2．1 围封对荒漠草原不同植物群落土壤养分的影响

2．2 围封对荒漠草原不同植物群落土壤pH、土壤全盐及含水量的影响

3 讨论

第四章 围封对荒漠草原不同植物群落土壤生物特性的影响

1 测定内容与方法

1．1 土壤酶活性的测定

1．2 土壤微生物量的测定

1．3 数据分析

2 结果与分析

2．1 围封对荒漠草原不同植物群落土壤酶活性的影响

2．2 围封对荒漠草原不同植物群落土壤微生物量的影响

2．3 不同植物群落土壤酶活性与土壤养分的相关性分析

3 讨论

第五章 围封对荒漠草原不同植物群落土壤细菌多样性的影响

1 材料与方法

1．1 测序方法

1．2 信息分析

1．3 琼脂糖凝胶电泳检测结果

2 结果与分析

2．1 围封对荒漠草原不同植物群落土壤细菌群落相对丰度的影响

2．2 围封对荒漠草原不同植物群落土壤细菌群落组成的影响

2．3 围封对荒漠草原不同植物群落细菌群多样性的影响

2．4 四种植物群落围封区与放牧区细菌群落结构变化

2．5 荒漠草原不同植物群落土壤细菌多样性与环境因子的关联分析

3 讨论

第六章 围封对荒漠草原不同植物群落土壤古菌多样性的影响

1 材料与方法

1．1 测序方法

1．2 信息分析

1．3 琼脂糖凝胶电泳检测结果

2 结果与分析

2．1 围封对荒漠草原不同植物群落古菌物种分布的影响

2．2 围封对荒漠草原不同植物群落古菌群多样性的影响

2．3 围封对四种植物群落土壤古菌群落结构的影响

2．4 荒漠草原不同植物群落古菌多样性与环境因子的关联分析

3 讨论

第七章 结论

参考文献

致谢

研究生期间成果