布尔哈通河流域土壤环境因子对细菌群落特征的影响研究

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布尔哈通河流域地处吉林省东部、长白山北麓,是图们江的重要支流,具有重要的生态功能,为周围人们生存与发展提供良好的资源与环境基础。而它具有季节变化显著、流域范围广、土地利用类型丰富多样和流经城镇众多等特征。当一个流域周围环境复杂多样,受人类干扰时,仅从单一方面进行研究已无法准确获取该流域环境现状,故从不同月份、区域和土地利用类型对布尔哈通河流域的环境进行全面和综合分析具有重要意义和价值。对一个地区环境的研究可以从很多方面进行,但土壤环境是一个地区受周围环境影响最为直接和稳定的部分,其中土壤环境因子和土壤微生物群落能直观的反应土壤环境现状。此外,土壤环境因子之间存在着一定的相关性,以及对土壤微生物群落的结构、多样性和功能产生不同程度的影响。目前,把土壤理化性质作为土壤环境因子的研究较为广泛和成熟,同时土壤酶作为重要的土壤环境因子,与微生物群落密切相关,且对土壤环境变化能及时做出反应;此外,对于细菌群落的研究较为成熟和广泛。故本研究选取了布尔哈通河流域的土壤理化性质和土壤酶活性等土壤环境因子,从不同月份、区域和土地利用类型,探索了土壤环境因子之间,以及土壤环境因子对土壤细菌群落的影响。其研究结果具体如下:1)在布尔哈通河流域,不同月份、区域和土地利用类型土壤环境因子具有一定差异性。即不同月份间土壤有机质(SOM)与土壤速效钾(AK)差异显著,7、9月与5月差异大;不同流域间土壤有机质(SOM)、土壤碱解氮(AN)、土壤有效磷(AP)及土壤蔗糖酶(INV)间差异显著,而B区域、C区域与A区域差异大;不同土地利用类型间土壤有机质(SOM)、土壤碱解氮(AN)、土壤速效钾(AK)及土壤蔗糖酶(INV)间差异显著,而湿地与水田土壤环境因子差异小,而与林地与旱地的差异大。2)布尔哈通河流域各项土壤理化性质指标中土壤碱解氮(AN)与土壤有效磷(AP)相关性最高,而3种土壤酶脲酶(URE)、蔗糖酶(INV)及碱性磷酸酶(ALP)间相关性也均高,并与土壤碱解氮(AN)与土壤有效磷(AP)具有较高的相关性。在不同月份、区域及土地利用类型中,土地利用类型对各项土壤环境因子的影响最大。3)在布尔哈通河流域的不同月份、区域和土地利用类型中,7月、C区域和湿地土壤细菌群落多样性最为丰富;在布尔哈通河流域占主导的优势菌门有变形菌门与放线菌门,不同土地利用类型对门水平土壤细菌群落结构影响最大;在布尔哈通河流域土壤细菌的一级功能主要以代谢、遗传信息处理及环境信息处理为主。4)在布尔哈通河流域土壤有机质(SOM)、土壤有效磷(AP)、土壤速效钾(AK)、碱性磷酸酶(ALP)与土壤脲酶(URE)与土壤细菌群落多样性具有一定的内在联系。此外,土壤速效钾(AK)、土壤酸碱性(p H)及土壤有机质(SOM)等对门水平土壤细菌群落有显著影响,其中土壤速效钾(AK)影响最大,而优势菌门中放线菌门和硝化螺旋菌门受不同土壤环境因子影响最多。整个土壤细菌群落功能基因中起主导作用的土壤环境因子为土壤速效钾(AK),而6类代谢通路中细胞进程、遗传信息处理、人类疾病、代谢和生物体系统受不同土壤环境因子影响最多。
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