附城红树林生态恢复对土壤主要理化性质与细菌群落结构的影响

发布时间：2020-10-27 14:39

　　 本文研究了位于雷州半岛东部的雷州市附城镇滨海红树林植被的恢复对土壤主要理化性质和细菌群落结构的影响，比较了外来种无瓣海桑（Sonneratia apetala）和本土种秋茄（Kandelia candel）植被的恢复效果的差异，结果表明: 1、红树林的恢复对不同的土壤理化性质产生或多或少的影响，具体表现为： ①光滩2和18年生的无瓣海桑群落土壤质地基本为面砂土，属于砂土类型；而光滩1、两个秋茄林、5年生和11年生无瓣海桑林的土壤质地基本属于壤土类型。 ②土壤氧化还原电位（Eh）的变化范围为-186~+212mV，均值为-42mV，总体来说，表层土壤的Eh值均显著高于中层、底层土壤（p＜0.05），红树林内Eh值显著高于光滩（p＜0.05），植被的恢复显著提高了土壤Eh；土壤pH的变化范围为5.90~7.80，均值为6.86，红树林的植被恢复对土壤产生明显的酸化作用，并且随着红树林恢复时间加长，无瓣海桑林对土壤酸化作用显著的强于秋茄林（p＜0.05）；土壤盐度的变化范围为6.60~27.5，均值为15.87，红树林的恢复使得土壤产生明显的积盐作用；随着恢复时间的延伸，无瓣海桑林土壤盐度增加缓慢，而秋茄林的积盐作用是一个迅速的过程。 ③调查的红树林区土壤硫化物（S2-）含量的变化范围为0.01~297.96mg/kg，均值为36.59mg/kg，林内土壤硫化物含量显著的高于对照光滩（p＜0.05）；土壤有机碳含量的变化范围为2.87~16.99g/kg，均值为6.88g/kg，林内土壤有机质含量显著的高于对照光滩（p＜0.05），长时期的植被恢复增加了土层10~30cm土壤有机碳含量。 ④调查的红树林区土壤氨氮（NH4+-N）含量范围为6.75~37.08mg/kg，均值为17.22mg/kg；土壤硝氮（NO3--N）含量范围为0.84~37.72mg/kg，均值为10.01mg/kg；土壤亚硝氮（NO2--N）含量范围为0.04~0.19mg/kg，均值为0.09mg/kg；土壤磷酸盐（PO43--P）含量范围为7.10~12.63mg/kg，均值为9.07mg/kg；土壤总氮（TN）含量范围为0.044~0.690%，均值为0.100%；土壤总磷（TP）含量范围为0.011~0.032%，均值为0.018%。恢复红树林内土壤无机氮含量和总氮显著性高于对照光滩（p＜0.05），而林内总磷与对照光滩没有显著性的差异（p＞0.05）。 ⑤恢复红树林区土壤石油类含量范围为0.162~1.688mg/kg，均值为0.500mg/kg，恢复无瓣海桑林（均值为0.580mg/kg）和秋茄林（均值为0.712mg/kg）林内的土壤石油类显著性高于两个对照光滩（均值为0.177mg/kg）（p＜0.05）。2、红树林的恢复增加了土壤细菌和硫酸盐还原菌的细菌丰度，对土壤细菌群落也产生了一定的影响，具体表现为： ①本文通过荧光显微技术的方法测定恢复红树林区土壤细菌丰度，变化范围为5.2~32.9×107ind./g·dw，均值为10.8×107ind./g·dw。所有站点表现出垂直分布，表层土壤细菌丰度均显著高于中层、底层，中层土壤细菌丰度显著高于底层（p＜0.05），林内细菌丰度显著性高于对照光滩（p＜0.05）。无瓣海桑恢复林的土壤细菌丰度显著的低于秋茄恢复林（p＜0.05）。红树林的生态恢复增加了土壤细菌丰度。 ②利用实时荧光定量PCR（Real-time PCR）检测了恢复红树林3个属的土壤硫酸盐还原菌的丰度，脱硫叶菌属（Desulfobulbus sp.）丰度均值为6.07×109copies/g·dw，脱硫杆菌属（Desulfobacter sp.）丰度均值为2.46×1010copies/g·dw，脱硫弧菌属（Desulfovibrio sp.）丰度均值为8.20×109copies/g·dw。三个菌属存在一致的规律，硫酸盐还原菌丰度表层（0~10cm）土壤显著高于中层（10~20cm）和底层（20~30cm）土壤，中层土壤显著高于底层土壤（p＜0.05）。植被的恢复显著的增加了林内土壤硫酸盐还原菌的丰度（p＜0.05）。 ③11年生和18年生无瓣海桑土壤样品的土壤细菌丰富度和多样性指数显著高于5年生无瓣海桑林和光滩（p＜0.05），18年生秋茄林土壤细菌丰富度和多样性指数均低于对照光滩和5年生秋茄林（p＜0.05），表明无瓣海桑长时期的植被恢复使得土壤细菌多样性增加，秋茄的植被恢复将导致细菌多样性减少。 ④在所有测序列中是有9个OUT’s（operational units）属于变形菌门（Proteobacteria），占所有测序样品总量的62.86%；有2个OUT’s属于放线菌门（Actinobacteria），占所有测序样品总量的12.93%；有一个OUT’s属于拟杆菌门（Bacteroidetes），占所有测序样品的6.09%；有一个OUT’s属于脱铁杆菌门（Deferribacteres），占所有测序样品的10.23%。在本项研究所获得的DGGE条带中，条带4对应的细菌分类单元为不可培养的变形菌（Uncultured gamma proteobacteria），属于附城恢复红树林区土壤中最大优势菌群，但该菌群丰度在18年生的秋茄林降低；两个恢复红树林都降低了带1（9Caldithrix）的丰度；秋茄林的恢复增加了带1（0Vibrio）对应的细菌丰度；无瓣海桑林的恢复增加了条带20（Sulfurovum）和条带17（Desulfovibrio）对应的细菌丰度。总之，红树林植被恢复改变底栖细菌多样性和优势菌群的丰度。 由上述结果可知，红树林的恢复不仅改变了林内土壤理化性质，同样使得土壤细菌群落发生明显的改变。本文的研究可以为生态恢复红树林的生态系统跟踪评估提供土壤性质和细菌群落生态系统的理论依据。
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S714;X171.4
【部分图文】：

显微摄影效果图见图3.2.1-1，细菌丰度数据见表 3.2.1-1，其变化范围为 5.2~32.9×107ind./g·dw，均值为10.8×107ind./g·dw，红树林恢复对土壤细菌丰度的影响如图 3.2.1-2。数据分析统计发现，所有样地均表现出表层土壤细菌丰度显著高于中层、底层（lsd，p＜0.05），中层土壤细菌丰度显著高于底层（lsd

Fig 3.2.2 -6 红树林恢复对脱硫弧菌属的影响Fig 3.2.2 -6 The effect of mangrove restoration on Desulfovibrio sp.3 恢复红树林区土壤细菌群落结构3.1 总 DNA 的提取和 PCR 结果通过试剂盒提取土壤总 DNA 电泳效果图如图 3.3.1.1，细菌基因组 DNA 片段 23 kb。对提取的基因组 DNA 进行 16S rDNAV3 区 PCR 电泳效果如图 3.3.1.段大小在 200~250 bp 之间。8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 NF1 NF2 Kc18 Kc5 Sa18 Sa11 Sa5拷硫弧菌属脱贝数对数值

3 恢复红树林区土壤细菌群落结构3.1 总 DNA 的提取和 PCR 结果通过试剂盒提取土壤总 DNA 电泳效果图如图 3.3.1.1，细菌基因组 DNA 片段 23 kb。对提取的基因组 DNA 进行 16S rDNAV3 区 PCR 电泳效果如图 3.3.1.段大小在 200~250 bp 之间。图 3.3.1.1 土壤总 DNA 电泳效果图Fig. 3.3.1.1 Agarose gel electrophoretic picture of soil total DNAM为λ-Hind Ⅲ digest Marker，数字1~21为土壤样品编号，1~3对应NF1的表、中、底层土壤样品，4~6对应土壤样品，7~12对应Kc18和Kc5土壤样品，13~21对应Sa18、Sa11和Sa5土壤样品。（下同）
【参考文献】

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本文编号：2858657