桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响.pdf
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1、浙江农业学报 ():/.高风文仕知韦铄星等.桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响.浙江农业学报():.:/.收稿日期:基金项目:广西科技计划项目(桂科)广西林业科技项目(桂林科研第 号)广西自筹经费林业科技项目(桂林科研第 号)作者简介:高风()男安徽淮南人硕士研究方向为水土保持:.通信作者韦铄星:.桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响高 风文仕知韦铄星欧汉彪王智慧(.中南林业科技大学 林学院湖南 长沙 .广西壮族自治区林业科学研究院 国家林业和草原局中南速生材繁育实验室广西优良用材林资源培育重点实验室广西 南宁)摘 要:
2、以人为恢复了 年的落叶阔叶林()、落叶常绿阔叶混交林()和常绿阔叶林()为研究对象以自然封育林()为对照测定土壤理化性质、酶活性、土壤真菌群落丰度和多样性的变化分析真菌群落与土壤因子的相关性 结果显示相较于 人为恢复的土壤全氮、速效磷含量及土壤蔗糖酶活性显著()提高 人为恢复整体上提高了土壤真菌群落的相对丰度以子囊菌门()和担子菌门()为优势菌门 土壤中的真菌以腐生营养型和病理营养型为主相较于 提高了病理营养型真菌的相对丰度、提高了共生营养型真菌的相对丰度 总的来看相较于 人为恢复可以有效提高喀斯特退化区土壤的养分含量、酶活性和真菌群落相对丰度关键词:植被恢复类型真菌群落喀斯特酶活性土壤养分中
3、图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):()()()().()表土碎石体积含量可达 土壤质地为黏土和黏壤土 植被特征浙江农业学报 第 卷 第 期研究区植被是人工干扰封育后恢复的次生林共有维管束植物 科 属 种其中:蕨类植物门有 科 种种子植物门下有裸子植物亚门 科 种有被子植物亚门双子叶植物纲 科 种、单子叶植物纲 科 种属种数量占优势的科为大戟科(种)、菊科(种)和禾本科(种)其他科内属种数量不少于 的有防己科(种)、蔷薇科(种)、碟形花科(种)、桑科(种)、鼠李科(种)、芸香科(种)、茜草科(种)、马鞭草科(种)、百合科(种)和莎草科(种)以上 个科共计有植物 种占全部种数的 依据植物
4、生长型分类系统目前人为干扰区内共有草本植物 种、灌木 种、藤本 种、小乔木至乔木 种 常见的植物有 多种其中圆叶乌桕(.)、华南皂英(.).、黄荆(.)、构(.).、任豆()、红背山麻秆 (.).、盐 麸 木(.)、银 合 欢(.)、竹叶花椒(.)、八角枫(.)、浆果楝(.).、火棘(.)、金樱子(.)、白茅(.).、蔓生莠竹()、鬼针草(.)等是该区域植被群落的主要建群种或共建种大部分为阳性先锋物种但由于干扰强度大退化严重 样地设置于 年底在一面东南向山坡中下部修建了 个大型植被恢复试验小区()分别为自然封育林()、落叶阔叶林()、落叶常绿阔叶混交林()和常绿阔叶林()其中 的处理方式为保留
5、原始植被作为对照 的处理方式为在原始植被上挖坑种植落叶乔木 的处理方式为在原始植被上挖坑种植常绿与落叶乔木 的处理方式为在原始植被上挖坑种植常绿乔木 将各小区的基本情况整理于表 在每个试验小区内选择代表性地带设置 个 的固定监测样地表 样地基本概况 指标自然封育林落叶阔叶林 落叶常绿阔叶混交林 常绿阔叶林 海拔/坡度/()坡向 东南 东南 东南 东南 土壤类型 钙质土 钙质土 钙质土 钙质土 恢复时间 /平均树高 /平均胸径 /郁闭度 /腐殖质层厚度 /土壤厚度 /物种组成 、自然封育林落叶阔叶林落叶常绿阔叶混交林常绿阔叶林 下同 黄荆毛桐青藤仔盐麸木任豆南酸枣银合欢茶条木华南毛蕨青冈地果 .
6、(.).(.).(.).(.).高风 等.桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响 样品采集在各检测样地内使用事先消毒的灭菌直径 的土钻采集 的表层土每个样地按“”形布设 个取样点取回的样品混合均匀并去杂分成 份:一份过 的筛后于 冰箱保存用于测定土壤酶活性一份自然风干、去杂、过 的筛后用于土壤理化性质测定另一份按 分法取 份放入 根已灭菌的离心管中置于液氮中保存带回实验室保存于 的冷冻柜中用于土壤微生物高通量测序 指标测定参照文献:采用玻璃电极法测定土壤 值采用硫酸 重铬酸钾氧化法测定土壤有机碳含量采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量采用 水解扩散法测定土壤速效氮含
7、量采用钼蓝比色法测定土壤速效磷含量采用火焰光度法测定土壤速效钾含量分别采用磷酸苯二钠比色法、高锰酸钾滴定法、苯酚钠次氯酸钠比色法、二硝基水杨酸比色法测定土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性基于 测序平台构建土壤真菌的小片段文库并进行测序 简述如下:将处理好的土样用 磁珠法土壤/粪便基因组 提取试剂盒天根生化科技(北京)有限公司提取基因组 根据检测报告中 预扩增结果选择扩增条件并以稀释后的 为模板进行扩增真菌的扩增引物为()和 ()使用 试剂盒(美国)构建 文库 用 试剂盒(德国)纯化 产物在 平台(美国)上进行高通量双端测序 数据处理采用 软件进行数据录入与整理采用 统计软件进行方差分
8、析对有显著()差异的采用 检验进行多重比较 采用 软件对土壤真菌群落功能进行预测分析用 软件进行主坐标分析、相关性分析 结果与分析 不同植被恢复类型的土壤养分 和 的土壤有机碳含量显著(种植被恢复类型间均差异显著 土壤速效氮含量由高到低依次为 且均差异显著 土壤速效磷含量由高到低依次为 且均差异显著 不同植被恢复类型的土壤 值在 和 的土壤 值显著高于 和 不同植被恢复类型的土壤酶活性不同植被恢复模式下土壤过氧化氢酶活性无显著差异(图)与对照()相比、和 处理的土壤蔗糖酶活性显著升高此外 和 处理显著提高了土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性 不同植被恢复类型的土壤真菌多样性 土壤真菌群落物种组成表 不
9、同植被恢复类型下土壤的基本理化性质 植被类型/()/()/()/()/()土壤有机碳全氮速效钾速效氮速效磷 同列数据后无相同字母的表示差异显著().浙江农业学报 第 卷 第 期过氧化氢酶蔗糖酶脲酶碱性磷酸酶 自然封育林落叶阔叶林落叶常绿阔叶混交林常绿阔叶林 下同 柱上无相同字母的表示差异显著().图 不同植被恢复类型下的土壤酶活性.将各植被恢复类型下门水平上土壤真菌相对丰度排名前 的绘制于图 将相对丰度大于 的真菌菌落定义为优势菌落将相对丰度大于、小于 的真菌菌落定义为亚优势菌落将优势菌落与亚优势菌落统称为主导菌落根据上述定义不同植被恢复类型区的土壤真菌群落优势菌门有子囊菌门()、担子菌门()
10、亚优势菌门为被孢霉门()其余相对丰度排名前 的菌门还有 罗 兹 菌 门()、球 囊 菌 门()、梳霉亚门()、捕虫霉门()、壶菌门()、油壶菌门()不同植被类型下的优势菌门及其占比存在区别:主要为子囊菌门()主要类为子囊菌门()和担子菌门()主 要 为 担 子 菌 门()、子 囊 菌 门()主要为子囊菌门()整体来看人工林土壤真菌(运算分类单元)的相对丰度均高于 其中子囊菌门和担子菌门是优势菌门共占真菌菌门总丰度的以上其次是被孢霉门、罗兹菌门、球囊菌门、梳霉亚门、捕虫霉门、壶菌门、和油壶菌门 总体上看担子菌门是相对丰度最高的菌门其在 中的相对丰度显著大于、真菌 多样性分析采用 距离算法结合 丰
11、度绘制 分析箱形图(图)对不同植被恢复类型下真菌间的 多样性进行差异显著性检验 不同植被恢复类型的组间差异大于组内差异 说明检验的可信度高利用各样本注释序列间的进化信息结合 距离算法进行主成分分析 第一主成分()能够解释样本原始特征的 第二主成分()能够解释样本原始特征的高风 等.桂西北石漠化区不同植被恢复类型对土壤理化性质、酶活与真菌群落多样性的影响 从组内来看:、和 的样本聚类较集中组内真菌群落结构差异较小且以 最小 样本的聚类异常分散其组内差异超过组间差异说明组内真菌群落结构的差异非常大 从组间来看:上 和 样本点相距较近表明这两组的真菌群落结构较为相似 与 样本点相距较远表明两者的真菌
12、群落结构差异较大 上 与 的样本点交错在一起表明二者组间的真菌群落结构较为相似但与、距离较远图 门分类水平上真菌优势种的(运算分类单元)丰度堆积柱状图.()第一主成分第二主成分 .图 相似性分析箱形图(左)与主坐标分析图(右).()()浙江农业学报 第 卷 第 期 土壤真菌 功能预测采用 软件对不同植被恢复类型的土壤真菌群落进行功能预测分析(图)发现各植被恢复类型的土壤真菌营养类型主要包括腐生营养型()、病理营养 型()和共生营养型()种其中、以腐生营养型为主 以病理营养型为主 以共生营养型为主 与对照相比 提高了病理营养型真菌的相对丰度、提高了共生营养型真菌的相对丰度 种人为植被恢复模式均降
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- 关 键 词:
- 西北 石漠化区 不同 植被 恢复 类型 土壤 理化 性质 真菌 群落 多样性 影响
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