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为了探讨科尔沁沙地不同固沙植物群落土壤中酶活性和土壤养分含量以及与氮循环相关微生物功能基因的多样性及其随时间的变化规律,选择小叶锦鸡儿(13、17、28年生)人工固沙群落和天然群落、山竹岩黄蓍(9、17、28年生)人工固沙群落、差巴嘎蒿(13、28年生)人工固沙群落下土壤(0~10 cm)为研究对象,采用PCR-DGGE-克隆法、酶标仪比色法、传统方法从分别从分子学、生物化学的角度研究了不同固沙群落土壤中与氮转化相关的固氮基因(nifH)、氨氧化基因(amoA)和反硝化基因(nosZ)的多样性,土壤酶活性以及土壤养分含量等指标。 结果表明,植被类型对氮转化相关微生物的存在和功能有一定影响。28年生小叶锦鸡儿固沙植物群落土壤nifH基因和nosZ基因的多样性指数高于同年龄的山竹岩黄蓍和差巴嘎蒿群落,而山竹岩黄蓍群落土壤中的amoA基因多样性指数最高。 人工固沙群落的发育时间对土壤氮转化功能微生物的种类和数量有较大影响。小叶锦鸡儿人工群落土壤固氮菌和反硝化菌的多样性、均匀度和丰富度指数基本均随群落年龄的增加而增大;差巴嘎蒿群落土壤固氮菌的多样性、均匀度和丰富度指数随年龄的变化也有类似的规律,优势度的变化则相反,而氨氧化菌和反硝化菌多样性的变化呈现与固氮菌相反的规律;不同年龄的山竹岩黄蓍固沙群落之间的功能微生物种类和数量也存在较大差异,但未显示明显规律。天然小叶锦鸡儿群落土壤固氮菌、氨氧化菌和反硝化菌的多样性、均匀度和丰富度指数都小于人工群落。 固沙植物群落土壤中固氮菌和氨氧化菌的种类多于含有nosZ基因的反硝化菌。大多数克隆属于不可培养微生物。变形菌纲细菌在科尔沁各种固沙植物土壤中分布极为广泛。鉴定出的固氮菌主要类群包括变形菌纲和芽孢杆菌纲,分别为伽马变形菌亚纲的固氮菌属、阿尔法变形菌亚纲的土壤杆菌属和芽孢杆菌纲的类芽孢杆菌属;氨氧化菌包括贝塔变形菌亚纲的亚硝化螺旋菌属和亚硝化单胞菌属;鉴定出的含有nosZ基因的反硝化菌属于伽马变形菌亚纲的假单胞菌属。 土壤酶活性和土壤养分含量在一定程度上受到固沙植物群落物种和年龄的影响。土壤酶及土壤养分各因子之间有较好的相关关系。不同植物固沙群落土壤中与氮转化相关的功能细菌与所测的11项环境因子间有着较高的共相关性,固氮菌和有机质、硝酸还原酶、脱氢酶以及全磷的关联作用相对较大;氨氧化菌和脲酶、蛋白酶、全磷以及有机质的关联作用相对较大;反硝化菌和磷酸单酯酶、蛋白酶、脲酶以及有机质的关联作用相对较大。