增氮增雨对贝加尔针茅草甸草原土壤真菌群落结构与多样性的影响

发布时间：2017-09-24 05:13

  本文关键词：增氮增雨对贝加尔针茅草甸草原土壤真菌群落结构与多样性的影响

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【摘要】：大气氮沉降和降水格局变化影响草原生态系统的结构与功能。氮沉降和降水增加对草原植物群落结构及植物多样性的影响受到人们的广泛关注并进行了较深入的研究,但对于全球变化背景下的草原土壤微生物尤其是真菌的群落结构及多样性的变化规律与机制还知之甚少。本研究以内蒙古贝加尔针茅草甸草原为对象,在野外原位实施增氮、增雨以及二者的交互处理。其中,增氮通过施用NH4NO3来实现,施氮量为50kgNhm-2yr-1;增雨通过截留降雨装置实现,增雨量为自然降雨的1/7;生长季内分4次取土壤样品,并分别测定植物群落的数量特征;利用高通量测序和实时荧光定量PCR扩增技术,检测土壤真菌群落结构、组成及多样性,旨在阐明土壤真菌的群落结构及多样性对于增氮增雨处理的响应及其季节动态规律。拟回答的科学问题是:(1)增氮、增雨及二者互作是否改变了贝加尔针茅草原土壤真菌的群落结构与多样性?(2)贝加尔针茅草原土壤真菌的群落结构与多样性的季节动态规律如何?(3)影响贝加尔针茅草原土壤真菌的群落结构与多样性的主要环境因子是什么?主要结论如下:(1)对土壤样本真菌18SrRNA基因的高通量测序结果表明,贝加尔针茅草甸草原土壤真菌包括32门、55纲、90目、115科、154种。其中优势菌门为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)。相对丰度在10%以上的优势菌纲有4个,分别为子囊菌门的粪壳菌纲(Sordariomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes),以及担子菌门的伞菌纲(Agaricomycetes),相对丰度依次为17.99%、14.24%、13.95%和13.77%。(2)增氮显著降低了土壤真菌生物量C和生物量N(P0.05),但是增氮对土壤真菌群落结构及多样性无显著影响。增雨能够在一定程度上减缓增氮对土壤真菌的抑制作用。增氮增雨交互作用下不同月份土壤真菌的多样性指数有一定程度的变化,并且大多数真菌的优势纲(主要是子囊菌门下的纲)相对丰度随着月份变化而呈现较大的差异。(3)土壤真菌多样性指数Ace指数、Chao指数、Shannon指数在生长季内的不同时期呈现显著差异(P0.05),16个优势菌纲中的散囊菌纲、球囊菌纲(Glomeromycota_incertae_sedis)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、接合菌纲(Zygomycota_incertae_sedis)、圆盘菌纲(Orbiliomycetes)、银耳纲(Tremellomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycota_incertae_sedis)、微球黑粉菌纲(Microbotryomycetes)、Intramacronucleatad的相对丰度在不同月份间均有显著性差异(P0.05)。总体上,土壤真菌群落结构的季节性变化较大。(4)土壤细菌/真菌比呈现明显的月变化规律,主要表现为8月土壤细菌/真菌比显著高于其他月份(P0.05)。但8月各处理的土壤真菌丰度无显著变化。土壤微生物群落结构中细菌与真菌比例的变化可能主要是由于土壤细菌的丰度改变所致。9月增氮增雨交互作用下土壤真菌丰度显著降低,从而提高了土壤细菌/真菌比。(5)环境因子分析结果表明,土壤全氮含量是影响土壤真菌的群落结构的主要生态因子之一。土壤全氮含量与座囊菌纲、接合菌纲、壶菌纲的相对丰度显著正相关,与球囊菌纲、伞菌纲的相对丰度显著负相关。增氮、增雨可能通过影响地上植物丰富度而间接影响土壤群落结构和真菌多样性。总之,增氮、增雨对贝加尔针茅草甸草原土壤真菌群落结构及多样性的影响程度较小,土壤真菌的群落结构及多样性的变化主要体现在季节变化上。自然降水的季节性格局以及地上植物丰富度的变化可能是影响草原土壤真菌群落结构及多样性的主要原因。本研究结果表明,大气氮沉降和降水格局的改变对草原土壤微生物群落的影响可能是一个变化缓慢且机制复杂的生态过程,模拟全球变化的定位监测也必然需要较长的时间尺度。
【关键词】：土壤真菌 氮沉降 降水变化 群落结构 高通量测序
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812
【目录】：

• 中文摘要5-7
• 英文摘要7-11
• 1 引言11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.1.1 大气氮沉降及降水格局变化11
• 1.1.2 土壤真菌及检测技术11-12
• 1.2 研究进展12-16
• 1.2.1 氮沉降与降水变化对土壤理化性质的影响12-13
• 1.2.2 氮沉降与降水变化对土壤真菌群落结构与多样性的影响13-16
• 1.3 研究目的与研究意义16-18
• 1.3.1 研究目的16
• 1.3.2 研究意义16-18
• 2 样地概况与实验方法18-23
• 2.1 样地概况18
• 2.2 实验设计18-19
• 2.2.1 实验处理18-19
• 2.2.2 样地设计19
• 2.3 土壤样采集、处理与植被群落特征调查19
• 2.3.1 土壤样品采集19
• 2.3.2 土壤样品处理19
• 2.3.3 植被群落特征调查19
• 2.4 实验分析测定的方法19-22
• 2.4.1 土壤理化性质的测定方法19-20
• 2.4.2 真菌群落结构的研究方法20-21
• 2.4.3 真菌群落多样性的研究方法21-22
• 2.5 数据处理与统计分析22-23
• 3 结果与分析23-43
• 3.1 增氮增雨及其交互作用对土壤理化性质的影响23-26
• 3.2 贝加尔针茅草甸草原土壤真菌主要类群26-27
• 3.3 增氮增雨对土壤真菌群落结构的影响27-31
• 3.3.1 增氮增雨及其交互作用对土壤微生物量C、N的影响27-28
• 3.3.2 增氮增雨及其交互作用对土壤真菌相对丰度的影响28
• 3.3.3 增氮增雨条件下土壤细菌/真菌比的变化28-31
• 3.4 增氮增雨下对土壤真菌群落多样性的影响31-41
• 3.4.1 土壤真菌多样性指数31-34
• 3.4.2 土壤真菌优势纲的相对丰度34-41
• 3.5 土壤真菌的群落特征与环境因子的相关性41-43
• 3.5.1 土壤真菌的多样性指数与环境因子的相关性41
• 3.5.2 真菌优势纲的相对丰度与环境因子的相关性41-43
• 4 讨论43-47
• 4.1 增氮、增雨对草原土壤真菌群落结构及多样性的影响43-44
• 4.2 草原土壤真菌群落结构和多样性的季节变化44-45
• 4.3 主要环境因子与草原土壤真菌群落结构及多样性的关系45-47
• 5 结论47-48
• 参考文献48-57
• 致谢57

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5 王家和;唐嘉义;何永宏;刘云龙;;大围山自然保护区土壤真菌名录初报[A];中国植病学会西南联合学术年会论文集[C];2000年

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本文编号：909537