论文部分内容阅读
喀斯特地区生态系统受人为干扰严重,导致喀斯特区生态环境不断恶化,区域的可持续发展受到严重威胁。土壤微生物可敏感地指示土壤环境条件的变化,是反映土壤质量的指标之一。本研究运用16S rRNA基因的克隆测序技术,以桂西北喀斯特原生林地为对照,研究喀斯特区三种典型的人为干扰(自然恢复、农耕、放牧+冬季火烧)对土壤细菌多样性及群落结构的影响,旨在通过发掘喀斯特生态系统中土壤细菌类群与人为干扰协同变化的规律,从微生物生态学的角度提出加快恢复喀斯特受干扰(退化)生态系统的措施。在此基础上以西南喀斯特区代表性土壤类型(石灰土和红壤)的典型生态系统(阔叶林和针叶林)为研究对象,采集两种生态系统中的凋落物和表层土壤,首先建立含漆酶基因的担子菌多样性和群落的分析方法,并在cDNA和DNA水平上分析两种生态系统不同土壤层中含漆酶基因的担子菌多样性和群落,以及探索来自植被和土壤的各种生态因子与含漆酶基因担子菌群落以及漆酶活性之间的关系。
主要研究结果为:
(1)人为干扰会降低喀斯特土壤细菌多样性和养分含量;喀斯特原生土壤和干扰土壤中细菌以革兰氏阴性菌——变形菌占优势,其次为酸杆菌,且人为干扰会减少变形菌、增加酸杆菌的百分比;自然恢复对喀斯特农耕土壤主要细菌类群的恢复作用有限,而对变形菌四个亚群之间的分布关系有明显正效应,尤其是α-变形菌中的根瘤菌得到了很好的恢复;由此推断,种植本土固氮植物结合接种本土固氮微生物可作为恢复喀斯特退化生态系统的有效措施之一。
(2)通过改进微生物RNA提取和PCR扩增担子菌漆酶基因的方法,初步建立了研究森林生态系统土壤有机质微生物循环过程的基本方法。
(3)cDNA和DNA水平上,两种土壤中担子菌漆酶基因多样性和丰富度具有极高的一致性,但其群落结构差异极大;有机质的质而不是其量是决定活性担子菌漆酶基因多样性和群落结构的关键因子;伞菌目产生的漆酶可能对降解木质素中的愈创木基起关键作用;植被和土壤都影响了漆酶基因多样性和群落结构,但与土壤类型相比,植被类型对活性担子菌群落的影响更大,且这种影响可能主要由pH、C/N和有机质中愈创木基的含量驱动。