微生物是生态系统中的重要组成部分,是地下生态系统和地上生态系统联系的枢纽。微生物在多年冻土区分布广泛,其在冻土生态系统物质循环和能量流动过程中起着十分重要的作用。在全球变暖背景下,多年冻土的退化现象较普遍,具体表现为多年冻土消失、活动层厚度增大及地下冰融化形成热喀斯特地貌等。热融滑塌是常见的热喀斯特地貌之一,其主要特征是地下冰融化,地表失去支撑,在一定的斜坡条件下,由于重力作用,表层土壤发生滑塌、沉降。在多年冻土退化不断加强的背景下,热融滑塌现象也越来越普遍,这一过程在影响土壤地貌特征的同时,也必然对土壤的理化性质及微生物群落产生影响,并有可能改变土壤的碳循环过程。然而,目前关于热融滑塌与土壤细菌群落关系的研究还很少,热融滑塌对土壤细菌群落的影响还不清楚。本文在青藏高原北麓河、北麓河北、北麓河东3个典型热融滑塌区开展研究,植被类型分别为荒漠草原、高寒草原和高寒草甸。对研究区3种微地貌下(对照区、滑塌区、沉降区)0~30 cm的土壤进行采样,分析其理化指标(有机质、电导率、pH等)在不同微地貌间的变化特征。利用Illumina测序技术对研究区土壤细菌群落的16S rRNA V3-V4高变区进行测序,在门和纲水平上对3个典型热融滑塌区的土壤细菌群落的变化规律展开研究,获得热融滑塌区不同微地貌下土壤细菌群落的组成、分布和多样性变化信息。本研究旨在明确热融滑塌区不同微地貌下土壤细菌群落的变化特征及其影响因素,研究结果有助于理解全球变暖背景下多年冻土区土壤细菌群落的动态变化。主要实验结论如下:(1)热融滑塌区土壤的理化性质:热融滑塌改变了土壤理化性质,其中,土壤含水率在不同研究区的3种微地貌下变化各异,在北麓河荒漠草原和北麓河北高寒草原两个采样区,滑塌区的土壤含水率均高于对照区和沉降区;热融滑塌降低了土壤有机碳含量,在3个热融滑塌区均发现对照区的土壤有机碳含量高于滑塌区和沉降区。(2)热融滑塌区土壤的优势菌群:3个典型热融滑塌区,不同微地貌下门水平的优势菌群基本一致,分别为:放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)。北麓河荒漠草原和北麓河北高寒草原两个采样区,纲水平的优势菌群依次是:放线菌纲(Actinobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和芽单胞菌纲(Gemmatimonadetes),北麓河东高寒草甸区纲水平的优势菌群依次是:放线菌纲(Actinobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和β-变形菌纲(Betaproteobacteria)。热融滑塌对北麓河荒漠草原区的酸杆菌纲、北麓河北高寒草原区的芽单胞菌纲、北麓河东高寒草甸区的α-变形菌纲和放线菌纲的相对丰度均产生了显著影响(p<0.05)。相关性Heatmap图发现,3个研究区土壤细菌群落相对丰度较高的细菌与土壤环境因子间的相关性小于相对丰度较低的细菌与环境因子间的相关性。(3)热融滑塌区土壤细菌群落的Alpha多样性:3个典型热融滑塌区,土壤细菌的Alpha多样性指数(Shannon、Simpson、Ace、Chao)在不同采样区、不同微地貌及不同采样深度处均存在一定差异。在北麓河荒漠草原区,滑塌区与对照区的Ace指数和Chao指数差异显著(p<0.05);在北麓河北高寒草原区,滑塌区与沉降区的Shannon指数差异显著(p<0.05)。不同采样区间,北麓河荒漠草原区的Alpha多样性指数(Shannon、Simpson、Ace、Chao)与北麓河北、北麓河东两个采样区差异显著(p<0.01)。(4)影响土壤微生物的环境因素:相关性分析表明,北麓河荒漠草原区,α-变形菌纲与土壤容重显著相关(p<0.05);北麓河北高寒草原区,土壤含水率与Shannon指数、放线菌纲、芽单胞菌纲显著相关(p<0.05),土壤全氮、电导率与多样性指数(Shannon、Simpson)、芽单胞菌纲显著相关(p<0.05),土壤碳氮比与放线菌纲显著相关(p<0.05),土壤全碳与酸杆菌纲显著相关(p<0.05);在北麓河东高寒草甸区,土壤容重与丰富度指数(Ace、Chao)显著负相关(P<0.05),土壤全氮与Shannon指数、α-变形菌纲显著相关(p<0.05),碳氮比与α-变形菌纲显著负相关(p<0.05)。Mantel测试表明,在北麓河北高寒草原区,土壤全碳、含水率与细菌群落结构极显著相关(p<0.01);北麓河东高寒草甸区,土壤全氮、无机碳含量与细菌群落结构显著相关(p<0.05)。(5)热融滑塌对土壤细菌群落结构的影响:非度量多维尺度分析(NMDS)表明,热融滑塌均改变了土壤细菌群落的分布模式,在北麓河荒漠草原区,3种微地貌间的细菌群落结构差异显著(p=0.04,Permanova)。本研究结果表明,多年冻土的热融滑塌降低了土壤有机碳含量,并对热融滑塌区土壤细菌的相对丰度、群落结构和多样性均造成了一定影响。热融滑塌引起的土壤层位混合作用、表层土壤的侵蚀和理化指标的改变是土壤细菌群落变化的主要原因。因此,若全球变暖继续发展,多年冻土区的热融滑塌现象将进一步加剧,这也必然导致多年冻土区土壤微生物群落的改变,进而改变土壤微生物对有机碳的分解过程。