北京杨树人工林微生物区系比较分析

摘要

微生物是城市森林生态系统的重要组成部分，在能量流动、物质循环过程中均起转换作用。同时，它也是反映环境变化的敏感生物指标，其种群数量和组成是评价人工林生态环境健康与否的重要参数。因此研究人工林微生物的区系变化对人工林生态系统的健康发展具有重要意义。
　　本研究选取北京市三块杨树人工林地：欧美杨108杨（Populus×euramericana cv.‘Guariento’）、欧美杨107杨（Populus×euramiercana cv.‘Neva’）和毛白杨（Populus tomentosa Carr）人工林地，进行了微生物区系的比较分析。主要采用分子生物学方法进行鉴定，并辅以形态学分析、生理生化试验、Biolog鉴定的方法对杨树人工林的空气、叶面、皮部和土壤中的微生物区系进行了研究。主要研究结果与结论如下：
　　（1）三种杨树人工林细菌区系的比较分析：
　　杨树人工林三种林分的细菌数量变化：空气细菌数量在毛白杨与欧美杨108杨、毛白杨与欧美杨107杨的差异均显著，欧美杨107杨与欧美杨108杨的差异不显著（0.05水平）；叶面细菌数量在欧美杨107杨与欧美杨108杨，欧美杨107杨与毛白杨差异均显著，而欧美杨108杨与毛白杨差异不显著（0.05水平）；皮部细菌的数量在三种林龄间差异均不显著；土壤细菌数量的变化情况与空气细菌数量的变化是一致的。欧美杨107杨与欧美杨108杨之间细菌数量差异不显著的结果，表明两个品种的细菌生长与繁殖环境较为相似，林分不是影响细菌数量的主要因素。
　　杨树人工林四季的细菌数量变化：空气细菌数量在夏季与春、秋、冬季间差异均显著，而春、秋、冬季间差异不显著；叶面细菌数量在春、夏、秋三个季节间差异均显著，冬季叶片凋落未能够采集到叶片；皮部细菌只有夏、秋季之间差异不显著，其余差异均显著；土壤中细菌数量春、冬季差异不显著，其余均显著。表明季节的变化直接影响着细菌数量的变化，是细菌区系变化的主要影响因素。
　　杨树人工林细菌的优势种群结果：叶面细菌的优势种群以假单胞菌（Pseudomonas sp.）、短小杆菌（Curtobacterium sp.）和短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）为主；皮部表面细菌的优势种群以短波单胞菌（Brevundimonas nasdae）、假单胞菌和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）为主；土壤细菌的优势种群以节杆菌（Arthrobacter sp.）、芽孢杆菌（Bacillus sp.）和巴氏醋杆菌（Acetobacter sp.）为主。
　　（2）三种杨树人工林真菌区系的比较分析：
　　杨树人工林三种林分的真菌数量变化：叶面真菌数量在欧美杨107杨与欧美杨108杨，欧美杨107杨与毛白杨的差异均显著，而欧美杨108杨与毛白杨差异不显著，与叶面细菌数量趋势相同；皮部真菌数量在三种林分间均差异显著；土壤真菌数量在欧美杨107杨与欧美杨108杨，欧美杨107杨与毛白杨均差异显著，而欧美杨108杨与毛白杨差异不显著。表明林分对真菌数量的变化有一定的影响。
　　杨树人工林四季的真菌数量变化为：叶面真菌数量在春、夏、秋季之间均差异显著，冬季叶片凋落未能够采集到叶片真菌；皮部真菌数量在春、夏、冬三季差异不显著，其余均差异显著；土壤真菌数量春、秋差异不显著，其余均差异显著。随季节的改变，叶面真菌的数量产生了显著差异，而皮部真菌的数量差异表现不明显，说明季节的改变对叶面真菌数量的影响相对较大，而对皮部真菌数量的变化影响相对较小。季节变化对土壤中真菌数量的变化有显著影响，但在春季和秋季差异不大。
　　杨树人工林真菌的优势种群结果：叶面真菌的优势种群以杨盘二孢菌（Marssonina populi）、拟青霉（Paecilomyces sp.）和链格孢（Alternaria longipes）为主；皮部真菌的优势种群以杨盘二孢菌、棘壳孢（Pyrenochaeta sp.）、聚生小穴壳菌（Dothiorella gregaria）为主；土壤真菌的优势种群以青霉（Penicillium sp.）、曲霉（Aspergillus sp.）和褶皱裸胞壳（Emericella rugulosa）为主，其中包括局限青霉（Penicillium restrictum）、焦曲霉（Aspergillus ustus）和菌核青霉（Penicillium sclerotiorum.）。
　　（3）三种杨树人工林土壤芽孢杆菌区系的比较分析：土壤芽孢杆菌数量在三种林分中差异不显著；在季节间的差异均显著（0.05水平）。表明季节是影响土壤芽孢杆菌数量的重要因素，而林分对土壤芽孢杆菌的数量变化影响不大。杨树人工林中土壤芽孢杆菌的优势种群包括巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、简单芽孢杆菌（Bacillus simplex）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）。

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表目录

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第一章 绪 论

1.1引言

1.1.1研究背景

1.1.2国内外研究现状及评述

1.2研究目标和主要研究内容

1.2.1关键的科学问题与研究目标

1.2.2主要研究内容

1.3研究技术路线

第二章 研究材料与方法

2.1试验材料

2.1.1 研究地区自然条件和概况

2.1.2 试验标准地的基本情况

2.1.3 试验样品的采集方法

2.1.4 实验所需仪器设备

2.1.5 实验所用培养基的种类及其组成

2.2 试验方法

2.2.1 微生物的分离、纯化

2.2.2 微生物的鉴定

2.2.3 数据处理

第三章 结果与分析

3.1 试验结果

3.1.1 杨树人工林微生物总量结果

3.1.2微生物区系的分子生物学鉴定结果

3.1.3 杨树人工林微生物优势种群数量及鉴定结果

3.2 试验分析

3.2.1杨树人工林微生物种群数量变化分析

3.2.2 杨树人工林微生物的区系变化

3.2.3 小结

第四章 结论与讨论

4.1结论

4.2讨论

4.3展望

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢