【摘 要】
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探讨岩溶环境中氨氧化微生物在隧道建设下的响应机制,对于了解土壤三氮的转化过程以及指导农业生产生活都具有重要的现实意义。本研究以重庆市北碚区中梁山岩溶槽谷为例,采集受隧道影响（龙凤槽谷）和不受隧道影响（龙车槽谷）的草地、竹林、混交林和菜园地土壤,分析土壤理化环境、土壤三氮（硝态氮、铵态氮以及亚硝态氮）含量、氨氧化微生物数量,研究中梁山岩溶槽谷区隧道建设引起的土壤环境变化;运用平板计数法和amo A基
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探讨岩溶环境中氨氧化微生物在隧道建设下的响应机制,对于了解土壤三氮的转化过程以及指导农业生产生活都具有重要的现实意义。本研究以重庆市北碚区中梁山岩溶槽谷为例,采集受隧道影响（龙凤槽谷）和不受隧道影响（龙车槽谷）的草地、竹林、混交林和菜园地土壤,分析土壤理化环境、土壤三氮（硝态氮、铵态氮以及亚硝态氮）含量、氨氧化微生物数量,研究中梁山岩溶槽谷区隧道建设引起的土壤环境变化;运用平板计数法和amo A基因测序分析氨氧化细菌AOB、氨氧化古菌AOA、完全氨氧化菌CMX丰度和氨氧化古菌AOA的多样性,了解土壤中氨氧化微生物对土壤环境变化的响应。本研究结论对于了解隧道建设对土壤氮含量的影响及相应微生物的响应具有重要意义,为认识大型工程建设对岩溶槽谷环境的干扰提供科学信息。本文主要结论如下:（1）隧道建设引起土壤p H上升,含水率和酸碱缓冲性能降低,除硝态氮外的土壤氮素含量也有所降低。龙凤槽谷p H均值为7.51,比龙车槽谷提高了6.79%（P＜0.01）;含水率均值为22.1%,比龙车槽谷降低了5.20%（P＜0.01）;酸碱缓冲性能均值为15.98 mmol.kg-1,比龙车槽谷降低了13.08%（P＜0.05）。土壤硝态氮的含量均值为31.66 m L.g-1,比龙车槽谷提高了31.13%（P＜0.05）;荒草地和竹林地铵态氮含量高于龙车槽谷,混交林和菜园地则相反。亚硝态氮差异不显著。（2）隧道建设引起三种土壤氨氧化微生物丰度、氨氧化古菌多样性和丰度的降低。龙车槽谷AOA丰度均值为2.89×10~8CFU/g,是龙凤槽谷的4.4倍,AOB丰度均值为3.63×10~8CFU/g,是龙凤槽谷的4.8倍;CMX丰度均值为3.18×10~8CFU/g,是龙凤槽谷的3.9倍。两个槽谷中AOB丰度的均值含量最高,差异最大,说明AOB是该地区占据优势地位的氨氧化功能微生物,对外部环境变化响应敏感。隧道建设改变了土壤环境,隧道影响区AOB竞争力受限,而AOA更适于贫瘠环境,群落丰度超过AOB,可能逐渐在受隧道影响的岩溶槽谷起主导作用。龙车槽谷土壤AOA的chao指数显著高于龙凤槽谷（P＜0.05）,Shannon指数均值也高于龙凤槽谷,但无显著差异。在OTU分类水平上,龙凤槽谷样本分布相对集中,而龙车槽谷样本分布较为分散,体现了环境胁迫对AOA群落多样性的限制。AOA Group I.1b是中梁山岩溶槽谷区氨氧化古菌中的主导者,龙车槽谷土壤中特有OTU12个多于龙凤槽谷7个。共有65个OTU中15个存在差异显著,其中14个属于Group I.1b（土壤簇）,且9个OTU丰度表现为龙车槽谷显著高于龙凤槽谷。土壤样本中AOA的四个主要古菌门中,Crenarchaeota（泉古菌门）AOA丰度为龙车槽谷高于龙凤槽谷,Thaumarchaeota（奇古菌门）AOA丰度反之。（3）隧道建设通过改变土壤p H、土壤酸缓冲性能以及硝态氮含量影响三种氨氧化微生物的丰度。AOA丰度与土壤p H呈显著负相关,AOB丰度由土壤理化性质主导（土壤p H与土壤酸缓冲性能）,与硝态氮含量呈负相关亦是土壤参数变化带来的间接效果。CMX丰度与土壤硝态氮呈显著负相关。此外,隧道建设下铵态氮是驱动AOA群落响应隧道建设的显著因子,AOA对铵态氮的响应机制在隧道影响区和无隧道影响区存在显著差异。隧道影响区混交林和竹林地中AOA群落与铵态氮含量呈负相关关系,而无隧道影响区二者呈正相关关系,这亦反映了AOA对隧道建设下环境变化的响应策略。土壤中的优势AOA菌种Group I.1b（土壤簇）与p H和土壤酸碱缓冲性能（P＜0.05）呈正相关,与土壤亚硝态氮、硝态氮含量（P＜0.01）也表现为显著的正向关系。本研究有利于了解土壤氮循环相关微生物对人类活动响应的过程、强度和机理,对维持土壤生态系统稳定,恢复退化的脆弱生态系统十分关键。
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