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黄河三角洲环境复杂,生物多样性丰富,是研究土壤微生物驱动碳氮时空变化最有优势的天然实验室。本研究选取黄河三角洲四种典型样地包括滩涂裸地、翅碱蓬群落样地(Suaeda salsa(L.)Pall.)、芦苇与翅碱蓬混生群落样地(Ass.Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud.+S.salsa)以及芦苇与柽柳混生群落样地(Ass.P.australis+Tamarix chinensis Lour.),分别在四个不同季节采集了四种样地0-20cm根系层的土壤样本。采用16S rRNA高通量测序技术和Biolog微平板法等方法,主要探讨了植被差异对微生物群落以及碳氮循环的时空动态变化,进一步分析了微生物群落组成多样性及功能与碳氮循环之间的关系。为黄河三角洲生物地化循环和可持续发展提供理论支持,并对改善黄河三角洲盐渍化土壤具有重要的科学和指导意义。对于了解黄河三角洲土壤质量状况,探究碳氮源代谢与微生物多样性的关系等有一定实践意义。研究结果表明:(1)土壤理化指标分析发现在芦苇与柽柳混生群落样地中根系土壤的质量整体高于其他样地,此样地中全氮、有机质和速效磷的含量最高。翅碱蓬群落样地中速效氮的含量最高,滩涂裸地中速效钾、阳离子交换量(CEC)和pH值最高。可见植物根系作用、植物凋落物、微生物作用活性与土壤理化性质之间是相互影响的。湿地植物的生长有利于改善黄河三角洲土壤的盐碱化,增强土壤肥力,促进土壤碳氮的循环,土壤又可反作用于植物使其更好的生长。(2)微生物群落分析结果表明,微生物组成存在的时空差异明显,芦苇与翅碱蓬混生群落样地土壤中微生物的多样性在春季和冬季最高,而在芦苇与柽柳混生群落样地中夏季和秋季最高。微生物组成在门水平上,放线菌门(Actinbacteria)在夏季相对丰度升高,秋冬季逐渐减少。在纲水平上,放线菌纲(Actinomycetes)和酸微菌纲(Acidimicrobiia)的相对丰度也在夏季升高。科水平上的厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)占主导地位。属水平的优势菌主要有盐单胞菌属(Halomonas)、浮霉菌属(Planctomyces)等。(3)功能微生物相对丰度结果分析表明,随这季节的变化,固氮菌相对丰度变化较大,而氨氧化细菌(AOB)、完全氨氧化细菌(Comammox)、亚硝酸氧化细菌(NOB)和反硝化细菌(DNB)四个季节均在芦苇与柽柳混生群落样地中的相对丰度最高。聚类分析发现,与碳氮相关的功能基因丰度随着季节产生明显变化。春季在滩涂裸地中功能基因的丰度最高。夏季在芦苇与翅碱蓬混生群落样地中功能基因的丰度最高。秋季在滩涂裸地和芦苇与翅碱蓬混生群落样地中的功能基因的丰度都较高。冬季在芦苇与翅碱蓬混生群落样地和芦苇与柽柳混生群落样地中功能基因的丰度最高。(4)土壤微生物碳源代谢活性的结果表明,春季和冬季较高,夏季秋季较低,有植被生长的样地土壤微生物碳源代谢活性大于滩涂裸地。春季,芦苇与柽柳混生群落样地中土壤微生物的碳源代谢活性最高。夏季与秋季,各样地之间的差距不明显。而在冬季,芦苇与翅碱蓬混生群落样地中的代谢活性最高。不同样地土壤中微生物利用的主要碳源类型不同,夏季滩涂裸土和芦苇与柽柳混生群落样地之间利用的类型相似性最高,而在秋季,翅碱蓬群落样地和芦苇与柽柳混生群落样地之间碳源最相似。土壤中氨氧化速率与样地微生物群落多样性指数成正比。夏季氨氧化速率降低,冬季氨氧化速率升高,并且土壤反硝化速率表现出与氨氧化速率相同的趋势。(5)相关性分析发现,驱动四个季节土壤碳氮循环的主要微生物不同。春季土壤微生物反硝化速率和氨氧化速率与完全氨氧化细菌(Comammox)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)相关性最大。夏季硝化螺旋菌属(Nitrospira)与土壤氨氧化速率呈正相关,而与反硝化速率呈负相关。秋季硝酸盐异化还原成铵(DNRA)作用菌与土壤氨氧化速率呈显著正相关,而与反硝化速率呈负相关。冬季土壤碳源代谢活性与紫色杆菌属(Janthinobacterium)呈正相关。