黄土高原矿区土壤细菌群落对地表塌陷和土地复垦的响应

发布时间：2021-11-21 01:15

　　中国一半的煤炭生产能力集中于生态脆弱的黄土高原,采矿活动进一步加剧了当地生态环境恶化,尤其是土壤退化.微生物是土壤物质转化的动力,对外界干扰十分敏感,厘清其变化对生态恢复和治理尤为重要.为此,本研究以黄土高原大柳塔煤矿及黑岱沟煤矿为对象,利用高通量测序技术和分子生态网络分析方法,揭示土壤细菌群落多样性及不同活动影响下土壤细菌群落之间的联系与差异.结果表明,不同活动对土壤理化性状影响显著,塌陷区有机质、速效磷、速效钾呈显著性下降（P<0.05）,复垦区土壤有机质、水分、pH和电导率则显著增加（P<0.05）,塌陷对土壤理化性状产生了抑制作用,复垦呈现促进作用.不同活动对土壤细菌群落产生不同的影响,塌陷区多样性指数降低了约20%,复垦则多样性指数增加了63%,但塌陷区、复垦区优势菌门保持一致.不同活动对土壤细菌分子生态网络的影响迥异:塌陷后分子生态网络趋于复杂,网络连接数及互作关系明显增强;复垦后则生态网络模块增加,模块内部趋于简单.为应对地表塌陷和土地复垦,土壤细菌往往改变菌种间关系作适应性变化.塌陷更多地促进相互合作以适应养分的贫瘠,复垦则促进模块数增加并趋于合作以获取更多... 

【文章来源】：环境化学. 2020,39(05)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

地表塌陷和土地复垦条件下Alpha多样性指数

在属水平分别对大柳塔煤矿塌陷区、黑岱沟采煤复垦区进行PCA分析,结果如2所示.图2a中,采煤塌陷区和对照区细菌PCA轴1和轴2分别为70.28%和6.79%,很好地反映了研究区样本的代表性;两者在属水平土壤细菌并未形成明显的分组,差异小.图2b中土地复垦区PCA分析显示,采煤复垦区和对照区细菌PCA轴1和轴2分别为54.24%和18.33%,具有较高解释度;两者在属水平土壤细菌形成了明显的分组,说明复垦区和对照区细菌群落结构存在显著性差异.岳辉等指出土地复垦能大大改善土壤的微生态环境,土壤细菌多样性指数显著提高,经过植被修复等措施后,改变了细菌群落结构,细菌群落功能得到恢复[15].

分子生态网络模块内或模块间的连接性可以反映不同OTU所扮演的角色.一般将Zi≥2.5或 Pi≥0.62的节点认为关键物种[21].塌陷区生态网络含3个连接节点、1个模块枢纽,而塌陷对照区OTU均为外围节点.复垦区生态网络仅含1个模块枢纽,而对照区则含2个模块枢纽.从图4显示模块枢纽、连接器内关键物种中连通度最高的节点位于虚线上方和右侧,塌陷区土壤连通度最高的关键物种为变形菌门(Proteobacteria);复垦区土壤与对照区连通度最高的关键物种是不同的, 分别为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria).2.3.2 不同活动影响下分子生态网络构建及评价

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3508464