氮添加对草地生态系统土壤微生物群落的影响

论文摘要

土壤微生物是陆地生态系统重要组成成分。氮供应的增加会影响生态系统的结构和功能,进而潜在的影响土壤微生物结构和多样性。草地作为最大的陆地生态系统,极易受全球变化的影响,而大量的草地研究结果发现土壤微生物对氮添加的响应不尽一致。本研究在青藏高寒草甸、内蒙古典型草原和内蒙古草甸草原三种草地类型实验平台开展氮添加实验,利用磷脂脂肪酸法对其土壤微生物生物量和多样性进行分析,结合21篇草地氮添加的类似研究进行整合分析,试图阐明氮添加对草地生态系统土壤微生物的影响。另外,我们还采用了高通量测序技术对内蒙古典型草原土壤细菌和真菌群落进行分析,以探究氮添加对土壤微生物群落结构的影响。主要结果如下:（1）氮添加对高寒草原、典型草原和草甸草原土壤微生物生物量、细菌生物量、真菌生物量和放线菌生物量都没有显著影响,对其多样性和群落结构亦没有显著影响。通过对三种草地类型土壤理化性质检测发现与土壤微生物密切相关的土壤含水量、土壤有机碳含量以及土壤全氮含量在氮添加后均没有显著变化,因而我们推测土壤微生物对氮添加响应不敏感可能与土壤特征变化较小有关。（2）Meta分析结果表明,氮添加显著增加了土壤真菌和放线菌生物量,增幅分别为24.8%和9.25%,且在氮梯度为0-5g·m-2·a-1时,显著促进了真菌的生长（P<0.05）。氮添加显著增加了土壤微生物多样性、细菌和真菌多样性,增幅分别为1.16%、2.43%和2.55%,且在氮添加梯度为0-5g·m-2·a-1时,多样性显著增加（P<0.05）。气温和降水与土壤微生物生物量反应比之间没有显著相关关系。（3）高通量测序结果发现,氮添加后,典型草原土壤细菌优势门为酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）。氮添加对各细菌门以及大部分细菌属影响不显著,但一些稀有属对氮添加响应敏感。例如Ohtaekwangia属、Jahnella属和Mizugakiibacter属随着氮添加梯度的增加呈现显著增加的趋势（P<0.05）;Porphyrobacter属、Rhodoplanes属、Pseudomonas属和Acidobacterium属随氮添加梯度变化相对丰度呈现出先增加后降低的变化趋势;Roseomonas属、Aggregicoccus属和Frateuria属则随着氮梯度的增加相对丰度显著降低（P<0.05）。真菌的绝对优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）,其次是担子菌门（Basidiomycota）、球囊菌门（Glomeromycota）、接合菌门（Zygomycota）和壶菌门（Chytridiomycota）,各真菌门对氮添加响应不敏感。大多数真菌属对氮添加响应不敏感,但一些稀有属对氮添加有指示作用,如Devriesia属和Cladophialophora属在高氮（N10）处理后表现出明显的厌氮性;Thielavia属随着氮添加梯度增加相对丰度显著增加,表现出明显的喜氮性（P<0.05）。我们可以看出,控制实验表明氮添加对土壤微生物群落影响不显著,与本文Meta分析相异,这表明氮添加对土壤微生物的影响是多种因素共同作用的结果,不同研究之间必然会因某些因素不同而导致研究结果有差异甚至相反,因此土壤微生物对氮添加的响应目前还是难以预测的。另外我们发现,土壤微生物群落结构门和属水平对氮添加响应不显著,可能是由于细菌或真菌物种水平变化复杂,相互之间抵消了门或属对氮添加响应的敏感性,因而未来的研究应加强对细菌或真菌物种水平上的鉴定和分析。

论文目录

摘要

abstract

第一章前言

1.1 土壤微生物的重要性及其研究方法

1.2 氮沉降对陆地生态系统的影响

1.3 氮沉降对土壤微生物的影响

1.3.1 氮沉降对土壤微生物生物量的影响

1.3.2 氮沉降对土壤微生物生物多样性的影响

1.3.3 氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

1.4 科学问题与研究目的

1.5 课题来源

第二章研究区概况与试验方法

2.1 研究区概况

2.2 研究方法

2.2.1 实验设计

2.2.2 土壤样品采集与处理

2.2.3 PLFA标记鉴定与计算方法

2.2.4 DNA扩增及测序

2.2.5 Alpha多样性计算

2.3 Meta分析方法

2.3.1 数据来源与筛选及数据库建立

2.3.2 研究方法

第三章氮添加对土壤微生物生物量和多样性的影响

3.1 氮添加对不同草地类型土壤微生物的影响

3.1.1 氮添加对不同草地类型土壤微生物生物量的影响

3.1.2 氮添加对不同草地类型土壤微生物多样性的影响

3.1.3 氮添加对不同草地类型土壤理化性质的影响

3.2 Meta分析氮添加对草地生态系统土壤微生物的影响

3.2.1 Meta分析氮添加对草地生态系统土壤微生物生物量的影响

3.2.2 Meta分析氮添加对草地生态系统土壤微生物多样性的影响

3.2.3 Meta分析氮添加后土壤理化性质和气候因子与土壤微生物量之间的关系

第四章氮添加对土壤细菌群落结构的影响

4.1 氮添加对土壤特征的影响

4.2 氮添加对土壤细菌群落物种数和多样性指数的影响

4.3 氮添加对土壤细菌群落结构的影响

4.3.1 氮添加对土壤细菌群落优势门类属类的影响

4.3.2 氮添加对土壤细菌群落稀有属的影响

第五章氮添加对土壤真菌群落结构的影响

5.1 氮添加对土壤真菌群落物种数和多样性指数的影响

5.2 氮添加对土壤真菌群落结构的影响

5.2.1 氮添加对土壤真菌群落优势门类属类的影响

5.2.2 氮添加对土壤真菌群落稀有属的影响

第六章讨论

6.1 氮添加对土壤微生物生物量的影响

6.2 氮添加对土壤微生物多样性的影响

6.3 氮添加对土壤微生物群落结构的影响

6.3.1 氮添加对土壤微生物整体群落结构的影响

6.3.2 氮添加对土壤细菌群落结构的影响

6.3.3 氮添加对土壤真菌群落结构的影响

6.4 气候因子对土壤微生物的影响

第七章结论

参考文献

附录

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨越

导师: 马文红

关键词: 氮添加,土壤微生物量,土壤微生物群落,多样性,高通量测序

来源: 内蒙古大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,畜牧与动物医学

单位: 内蒙古大学

基金: 国家自然科学基金“人类活动对内蒙古温带草原生物多样性与多生态系统功能的影响”,项目号为:31370454

分类号: S812.2

总页数: 58

文件大小: 4666K

下载量: 369

氮添加对草地生态系统土壤微生物群落的影响

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢