会仙岩溶湿地5种土地利用方式土壤的微生物群落结构特征

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LH120013
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为了探究土地利用变化对湿地系统土壤微生物的影响,以会仙湿地系统中的芦苇湿地(PC)、华科拉莎草湿地(CR)、稻田撂荒地(APF)、稻田湿地(PF)和玉米地(DL)共5种土地利用方式的耕层土壤(0~20cm)作为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌群落的α多样性、物种组成和丰度进行分析,并探讨影响微生物群落结构的生态因子,主要结论如下:(1)在5种土地利用方式下,PF土壤细菌多样性最高。PC和CR的优势门同为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),APF的优势门为变形菌门、放线菌门和绿弯菌门(Chloroflexi),PF和DL的优势门均为变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门。优势OTUs中,PC与CR的主要优势属是Sphingomonas(OTU2、28和59)、Micromonospora(OTU5、24和50487)、Arthrobacter(OTU10)和Gemmatimonas(OTU1);APF的主要优势属是Arthrobacter(OTU10);PF的主要优势属为Azospirillum(OTU15)、Aquabacterium(OTU33)和Lysobacter(OTU4);DL的主要优势属Sphingomonas(OTU157和OTU2916)、Phenylobacterium(OTU60)和Rhodanobacter(OTU19)。聚类热图分析显示,PF与DL土壤分别与其他土地利用方式下土壤的优势OTUs(Operational taxonomic units)差异显著,PC、CR和APF土壤的优势细菌群落结构有相近的地方。冗余分析结果显示,主要影响细菌群落结构的土壤生态因子有pH、土壤总有机碳(SOC)、总氮(TN)、碱解氮(AN)、交换性镁(Mg)、交换性钙(Ca)、溶解性有机碳(DOC)和速效磷(AP)。(2)土壤真菌群落中,子囊菌门(Ascomycota)的OTUs占所有土壤真菌总数的75%以上,为优势门。5种土地利用方式下,土壤真菌物种多样性和丰度呈现为PF和DL>APF>PC和CR。5种土壤中优势纲具有较大的差异。PC土壤中的优势纲为粪壳亚菌纲、座囊菌纲和盘菌纲,CR土壤中的优势纲为粪壳菌纲、Archaeorhizomycetes和座囊菌纲,APF土壤中的优势纲为粪壳菌纲、座囊菌纲和散囊菌纲,PF土壤中的优势纲为粪壳亚菌纲、座囊菌纲和盘菌纲,DL土壤中的优势纲为粪壳亚菌纲、座囊菌纲和伞菌纲。优势OTUs中,PC的主要优势属分为Westerdykella(OTU12)和Rozellomycota(OTU21);CR的优势属为Montagnulaceae(OTU50)和Sebacinales Group B(OTU113);APF的优势属分别为Penicillium(OTU62)和Sordariales(OTU26);PF的优势菌属为Fusarium(OTU1983);DL的优势菌属为Neurospora(OTU81),优势菌为Helotiales(OTU32)和Mortierella(3104)。聚类热图分析显示,5种土地利用方式下,土壤真菌群落结构差异极其显著。通过对土壤真菌纲、目和优势OTUs进行冗余分析显示,影响土壤真菌群落结构的主要因子为pH、SOC、AN、TN、DOC、Mg和AP等。(3)5种土地利用方式下的土壤中,PC和CR土壤中放线菌具有较高的丰度,但放线菌多样性从高到低的顺序为PF、DL和APF>PC和CR。5种土地利用方式下的土壤中放线菌优势纲均为放线菌纲(Actinobacteria)、嗜热油菌纲(Thermoleophilia)和酸微菌纲(Acidimicrobiia),但相对丰度存在显著差异。在这些优势OTUs中,PC、CR和APF土壤中的优势属为拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)(OTU174)、小单孢菌属(Micromonospora)(OTU50487和47)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)(OTU8562和151)和链霉菌属(Streptomyces)(OTU27888和520),CR土壤中的优势属为节杆菌属(Arthrobacter)(OTU57)、Iamia(OTU361)和马氏菌属(Marmoricola)(OTU40931),PF与DL土壤中优势属丰度显著低于PC、CR和APF。聚类热图分析显示,PF和DL土壤中的优势OTUs数量显著低于PC、CR和APF。冗余分析显示,影响会仙湿地土壤放线菌群落结构的主要理化因子为pH、SOC、AN、TN、AP、DOC和Mg。综上所述,会仙湿地土地利用方式的变化引起的地表植被与土壤生态因子的变化显著改变了土壤微生物的群落结构与多样性。影响土壤微生物群落结构的主要土壤因子有pH、SOC、AN、TN、AP、DOC和Mg。
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