庞泉沟典型温带森林土壤微生物群落构建驱动机制

发布时间：2020-06-26 04:05

【摘要】：环境选择和扩散限制是驱动生态系统中生物群落构建的两个基本过程,而两者相对作用的大小因研究尺度、群落属性和类型等有所不同。目前对温带亚高山土壤微生物群落构建的驱动因子和机制尚缺乏了解,本文利用PCR-DGGE技术研究了庞泉沟自然保护区5种典型森林包括华北落叶松、青gD、白gD、油松以及桦树林的6个森林土壤微生物群落(LpMC1、LpMC2、PwMC、PmMC、PtMC、BMC)的结构特征及其影响因素,分析微生物群落结构与环境因子的相关性,以及土壤因子、植被和空间因素对微生物群落结构的影响。据此,探讨该区域土壤微生物群落的构建机制,为微生物群落的构建理论提供一定的数据支持。本研究得出以下结论:(1)基于16s rDNA的PCR-DGGE技术的结果表明:1)研究区各样地土壤细菌群落的结构和生物多样性具有显著差异,LpMC2和PtMC的细菌群落多样性较高(20条带),PwMC的细菌群落(13条带)多样性最低,LpMC1的细菌群落多样性最高。2)土壤环境因子,如pH、含水率、总碳、总氮、有机质、速效磷以及土壤酶活性与土壤细菌群落多样性和结构显著相关;样地土壤细菌群落的β多样性与群落的空间距离呈显著相关,表明扩散限制对群落结构具有一定的影响;方差分解分析结果显示,6个样地细菌群落结构的驱动因素大小依次为土壤因子(0.27)、空间因素(0.19)和植被(0.15);零模型分析结果表明,研究区域土壤细菌群落构建受确定性过程的主导。3)将区域土壤微生物作为“源群落”,微宇宙试验结果显示,土壤因子是细菌群落结构形成的主要驱动力(0.35),同时源群落丰富的物种多样性对微宇宙土壤细菌群落结构具有显著影响。综上,在局域尺度下环境选择对温带森林土壤细菌群落结构动态和多样性发挥主导作用,地理距离对群落结构具有显著影响,即确定性过程和随机过程共同决定局域森林土壤细菌群落结构,前者占主导地位。(2)基于18s rDNA的PCR-DGGE技术的结果表明:1)研究区各样地真菌群落的结构和生物多样性具有显著差异,PwMC的真菌群落结构较为复杂(19条带),LpMC1真菌群落结构相对简单(11条带),多样性较低,PwMC的真菌群落多样性最高。2)土壤环境因子,如土壤温度、含水量、pH、有机质、总碳、总氮、速效磷、铵态氮含量以及土壤蔗糖酶活性等与真菌群落多样性和结构显著相关;方差分解分析结果显示,6个样地真菌群落结构的驱动因素大小依次为土壤因子(0.45)、空间因素(0.18)和植被(0.11);3)将区域土壤微生物作为“源群落”,微宇宙实验结果显示土壤因子是真菌群落结构形成的主要驱动力(R=0.4936,p0.01),同时源群落丰富的物种多样性对微宇宙土壤真菌群落的结构产生显著影响。综上,在局域尺度下环境选择对温带森林土壤真菌群落结构动态和多样性发挥主导作用,空间格局对群落结构的差异具有显著的影响,即确定性过程和随机过程决定局域森林土壤真菌群落结构,前者占主导地位。对于土壤微生物(细菌、真菌)群落而言,受到确定性过程和随机过程的共同影响,且确定性过程占主导作用。扩散群落的结构受到源群落的多样性特征和环境因子的双重影响。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S714.3
【图文】：

样地,信息

图 1.1 庞泉沟自然保护区研究样地信息ig.1.1 Sample sites information in Pangquangou Nature Reserve.1~10: 样地号 Site No.表 1.1 庞泉沟自然保护区研究样地信息

细菌群落

2.3.1 森林土壤细菌群落结构及其驱动机制2.3.1.1 研究区局域细菌群落结构空间动态利用DGGE分析土壤细菌群落结构(图2.1)，结果显示，庞泉沟自然保护区不同森林类型共有27种细菌类群(统计的条带数为相对丰度>1%的条带)。其中LpMC2和PtMC土壤细菌群落结构较为复杂，条带数均为20条，占总条带数的

【参考文献】