庞泉沟自然保护区森林土壤微生物群落结构特征

摘要

本文运用高通量测序和实时荧光定量PCR技术分析庞泉沟自然保护区沙棘（Hippophae rhamnoides）灌丛、锦鸡儿（Caragana jubata）灌丛、桦树（Betula platyphylla）林、辽东栎（Quercus wutaishansea）林、山杨（Populus davidiana）林和两个华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）林的土壤微生物群落结构及细菌功能类群的丰度，同时测定了土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性以及土壤环境因子，对各因子的变化规律及其之间的相关性进行了分析。旨在了解庞泉沟土壤细菌群落与环境因子和空间变量的生态关系，为了解微生物群落对环境条件变化的响应来预测环境的变化提供理论依据。其结果表明：
　　1.五个阔叶林土壤环境因子与土壤酶的相关性分析，脲酶与铵态氮、有机质极显著正相关，与全氮、全碳显著正相关；蔗糖酶与全氮、全碳、全硫和有机质极显著正相关；过氧化氢酶与铵态氮极显著正相关。
　　2.除了锦鸡儿样地的植物多样性在七月高，其他样地均五月高于七月。相关性分析，植物多样性与脲酶、全氮、全碳、硝态氮显著正相关。
　　3.高通量测序表明，桦树林土壤细菌群落多样性和丰度高于华北落叶松林，真菌群落的丰度与之相反；高海拔落叶松林细菌群落多样性较低，而丰度较高，真菌群落则是丰度较低，多样性在高海拔落叶松林中最高，在桦树林中较低。阔叶林空间季节动态结果为，除了锦鸡儿灌丛样地的细菌丰度在四月高于其它月份，其它样地都在五月达到最高；细菌丰度季节变化整体趋势均为四、五月较高，而七、十月较低；沙棘灌丛在各样地中最低。细菌功能类群的丰度整体趋势与其一致。
　　4.高通量测序表明，桦树林和两个华北落叶松林样地的土壤细菌群落结构具有一定差异，而真菌群落结构的差异较大，土壤理化性质对微生物群落的结构具有较大的影响。细菌和真菌群落结构与土壤碳氮比、全硫、pH、粒径、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性紧密相关。阔叶林细菌优势类群丰度与环境因子相关性分析表明，细菌丰度与全碳、全硫、有机质、蔗糖酶紧密相关，蔗糖酶与α-变形菌纲、浮霉菌门、γ-变形菌纲极显著正相关；脲酶与浮霉菌门、α-变形菌纲显著正相关；过氧化氢酶与细菌极显著正相关。

目录

第一章 引言

1.1 背景

1.2国内外研究动态

1.3目的和意义

第二章 研究地概况及实验方法

2.1研究区概况

2.2样地设置

2.3样品采集

2.4数据分析

2.5实验方法

2.6技术路线

第三章 土壤微生物群落结构

3.1不同植被类型的土壤理化性质与土壤酶活性

3.2土壤微生物群落结构

第四章 森林土壤微生物优势类群的时空动态

4.1不同植被类型土壤理化性质

4.2不同森林类型下土壤酶活性的时空动态

4.3不同森林类型下土壤细菌丰度的季节变化动态

4.4土壤细菌丰度与土壤环境因子的分析

4.5基于PCNM的变差分解

第五章 讨论与结论

5.1土壤理化性质和土壤酶的相关性

5.2土壤微生物群落结构和细菌功能类群的时空动态的生态学机制

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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