论文部分内容阅读
本研究通过分析白刺灌丛堆不同演化阶段土壤的各种理化因子、采用高通量测序技术分析其土壤细菌、真菌的群落结构及多样性、并通过Spearman相关性分析,探讨各种土壤因子对细菌和真菌群落结构组成的影响,为深入揭示荒漠草原风沙区白刺灌丛堆演化过程中地下生态系统生物多样性形成机理与生态管理提供依据。主要结论如下:1.白刺灌丛堆成熟阶段植被物种数明显增多,物种组成明显改变。不同演化阶段在土壤颗粒组成及养分含量上有显著差异。灌丛堆的主要颗粒组成为黏粒和粉粒;白刺灌丛随演化阶段的推移能够提高土壤的含水量与电导率、降低土壤的pH值,初级阶段沙堆中部位置表现更为显著,衰退阶段沙堆下缘20-40cm处储水能力更强。白刺灌丛随演化阶段的推移能够增加土壤中全氮及有机碳含量,而速效磷含量在沙堆顶端表层土中是显著提高的。2.土壤细菌在门水平上,不同演化阶段其种数差别较小,仅在丰度上有所差异。其中放线菌门和变形菌门为优势菌门,酸杆菌门和拟杆菌门均表现为在发育阶段中的丰度含量高于其他演化阶段。目、属水平上其丰度比例有很大的差异,沙堆顶端0-5cm、10-20cm 土层在初级、成熟、衰退三个阶段统一表现出根瘤菌目丰度较高,而发育阶段梭菌目丰度较高;在沙堆下缘10-20cm深土层中发育阶段的红球菌属显著高于其他演化阶段。3.白刺灌丛堆的不同演化阶段及其位置序列明显改变了其土壤细菌群落的α多样性。土壤细菌在沙堆中部的observed species指数高于顶端和下缘,其5-10cm深土层细菌丰度表现为衰退阶段>成熟阶段>初级阶段>发育阶段;群落的多样性指数仅在沙堆下缘表层土中有显著性差异,其成熟阶段显著高于其他演化阶段;Chao1指数与ACE指数随演化阶段的推移而增加。系统发育多样性指数在初级阶段沙堆顶端0-5cm深土层中最高,对进化物种保存的差异最大;衰退阶段沙堆下缘10-20cm深土层中最低,对进化物种保存的差异最小。初级、发育阶段土壤细菌群落与堆间空地更为相似。4.灌丛堆不同演化阶段影响真菌群落结构组成比例及多样性,种丰度上真菌丰度表现为成熟>衰退>发育>初级阶段。子囊菌门为灌丛堆中优势菌门,其丰度表现为成熟阶段>发育阶段>堆间地>衰退阶段>初级阶段。衰退阶段中担子菌门的丰度显著低于其他演化阶段,被孢霉门、球囊菌门丰度显著高于其他阶段且与堆间地变化一致。5.白刺灌丛堆的不同演化阶段及其位置序列明显改变了其土壤细菌群落的α多样性。土壤真菌的observed species指数随演化阶段推移呈“N”型变化趋势,最大值为成熟阶段沙堆中部5-]0cm处、最小值为成熟阶段沙堆顶端10-20cm处;沙堆顶端表层土 Shannon指数及Simpson指数在发育及成熟阶段均显著高于初级阶段,而其他空间序列在不同演化阶段间差异均不显著;ACE和Chao1指数中衰退阶段丰度最高;系统发育多样性指数在衰退阶段沙堆下缘表层土中最高,对进化物种保存的差异最大;成熟阶段沙堆中部表层中最低,对进化物种保存的差异最小。初级阶段真菌群落与发育、成熟阶段差异最大,堆间地与衰退阶段的真菌群落更为相似。6.土壤微生物的群落组成受多种土壤环境因子的影响,对土壤细菌群落微生物群落组成影响较大的因子是土壤pH、黏粒及全氮含量;对真菌群落的被孢霉门的影响较大,其中土壤养分及土壤颗粒组成与真菌属具有显著的相关性,其中黏粒含量对灌丛土壤真菌群落组成影响较大。