元江干热河谷区不同土地利用方式土壤细菌多样性研究

发布时间：2020-07-06 09:11

【摘要】：土壤微生物能够直接或间接地参与全部的土壤过程,在生态系统物质循环和能量转换中起着关键作用。然而,不同生态系统和环境中土壤微生物多样性的影响因素和控制机制是不确定的。因此,本研究在元江典型干热河谷区选择林地、园地和农地三种土地利用方式,在每种土地利用方式下沿海拔梯度600m,600-700m,700-800m和800 m进行土壤样品的采集。利用Illumina HiSeq第二代高通量基因测序技术对土壤细菌16S rDNA进行测序。采用单因素方差分析、分子方差分析、斯皮尔曼等级相关分析、典型关联分析、冗余分析、以及结构方程模型等多种统计方法分析不同土地利用方式土壤细菌群落组成以及细菌多样性的变化特征及其影响因素。主要研究结果如下:(1)在每个海拔梯度上,土壤细菌OTU(Operational Taxonomic Units)的数量大小顺序均表现为林地农地园地,并且都只在林地和园地之间表现出显著的差异(p0.05)。三种土地利用方式的土壤细菌OTU在600 m或600-700 m的海拔上最大。在所有土壤样品中,优势细菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria),占土壤细菌序列的75%以上。(2)不同土地利用之间的土壤细菌群落结构在海拔梯度上表现出不同的差异。林地的土壤细菌群落结构,除600-700 m与700-800 m外,其他海拔梯度之间都表现出显著的差异(p0.05);园地的土壤细菌群落结构除600 m与800 m、700-800 m与800 m之间没有显著差异外,其它海拔梯度之间都表现出了显著的差异(p0.05)。农地的土壤细菌群落结构在四个海拔梯度之间没有表现出显著的差异(p0.05)。在600 m和600-700 m的海拔梯度上,土壤细菌群落结构在林地、园地和农地三种土地利用之间都表现出显著的差异(p0.01)。(3)林地土壤细菌的Shannon与Simpson指数都表现出随海拔增加而减少的趋势,但随海拔的增加ACE与chao1指数没有表现出明显的趋势;农地土壤细菌只有Simpson指数表现出随海拔增加而增加的趋势;园地的4个α多样性指数随海拔的增加没有表现出明显的趋势。在600 m,600-700 m,700-800 m的梯度上,土壤细菌的Shannon、Simpson、ACE指数的大小顺序都表现为林地农地园地。(4)冗余分析(RDA)表明,土地利用是干热河谷区土壤细菌α多样性指数的主控因子。结构方程模型(SEM)分析表明,土壤pH和土壤速效钾含量都可以直接对土壤细菌Shannon和ACE指数产生显著的影响。典型关联分析表明,林地、园地和农地的土壤细菌群落结构主要受土壤水分、土壤容重、粉粒、C/N的影响。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S154.3
【图文】：

元江,采样区

２００７）。向东南倾斜，呈现出狭弓带状，流域平均宽度约１２０邋ｋｍ，由于云岭余脉分成无逡逑量山和哀牢山脉南延，形成南北纵列的高山深谷相间地形，绝大部分属于山区，平坝面逡逑积很少。元江干热河谷地处元江一红河流域（图２－１），位于云南高原的中南部，呈现东逡逑南走向，河谷深陷，在西南方向上有与大江平行的哀牢山脉和无量山脉。来自孟加拉湾逡逑的向南暖湿气流的西南暖湿季风被元江右岸的哀牢山阻挡，导致元江流域出现焚风效应逡逑（张荣祖，１９９２），呈现千热气候，气候特点是热流量大、积温高、雨量少、蒸发量大、逡逑湿度低，该区夏季炎热，冬季温暖（张荣祖，１９９２）。元江干热河谷区降水量少于蒸发量，逡逑气候干旱，年降水量７８１ｍｍ，年蒸发量２８９２邋ｍｍ。元江千热河谷区干湿季节分明，年逡逑降水量的百分之八十集中在雨季，雨季大约有５个月（五月下旬至十月中旬），旱季大逡逑约７个月（十月下旬到次年五月中旬），其中８月降水最大，１２月降水最少，在旱季虽逡逑然有少量降水

元江干热河谷区不同土地利用方式土壤细菌多样性研究

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土壤细菌,海拔,顺序表,园地

共有２０５４２个ＯＴＵ，其次是农地共有１８２４７个ＯＴＵ，园地最少共有１５７５２个ＯＴＵ。在逡逑三种土地利用方式中优势土壤细菌门主要有变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、逡逑酸杆菌门，占每种土壤细菌序列相对丰度的７５％以上（图３－２）。此外，土壤中也有芽单逡逑胞菌门、浮霉菌门的细菌，但其丰度相对较低。逡逑３．２不同土地利用方式土壤细菌分布特征逡逑３．２．１逦土壤细菌组成在海拔上的分布特征逡逑３．２．１．１逦ＯＴＵ逡逑在海拔＜６００ｍ邋（ＦＬ１）、６００－７００ｍ邋（ＦＬ２）、７００－８００ｍ邋（ＦＬ３）、＞８００ｍ邋（ＦＬ４）的四逡逑个梯度上林地ＯＴＵ的数量分别是５４１９、５２８１、４８５２、４９８９，其大小顺序表现为逡逑ＦＬ１＞ＦＬ２＞ＦＬ４＞ＦＬ３邋（林地），其中在＜６００ｍ的海拔梯度上ＯＴＵ的数量最高，在７００－８００逡逑ｍ的海拔梯度上ＯＴＵ的数量最少。在海拔＜６００ｍ邋（ＧＬ１）、６００－７００ｍ邋（ＧＬ２）、７００－８００逡逑ｍ邋（ＧＬ３）、＞８００邋ｍ邋（ＧＬ４）的四个梯度上园地ＯＴＵ的数量分别是３９７６、４５００、３９５８、逡逑３３１７，其大小顺序表现为ＧＬ２＞ＧＬ１＞ＧＬ３＞ＧＬ４（园地），分别是其中在６００－７００ｍ的海逡逑拔梯度上ＯＴＵ的数量最高，在＞８００邋ｍ的海拔梯度上ＯＴＵ的数量最少。在海拔＜６００邋ｍ逡逑（ＦＤ１）、６００－７００ｍ邋（ＦＤ２）、７００－８００ｍ邋（ＦＤ３）、＞８００ｍ邋（ＦＤ４）的四个梯度上农地邋ＯＴＵ逡逑的数量分别是４５３７、４７９９、４３０５、４６０５，其大小顺序表现为ＦＤ２＞ＦＤ４＞ＦＤ１＞ＦＤ３邋（农地），逡逑其中在６００－７００邋ｍ的海拔上ＯＴＵ的数量最高

【参考文献】