烏梁素海濕地微生物群落結(jié)構(gòu)及其空間異質(zhì)性研究.pdf

1、土壤微生物是全球生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，它們對(duì)環(huán)境條件的變化敏感，是評(píng)價(jià)自然或人為對(duì)土壤環(huán)境的干擾的重要指示因子。揭示微生物群落的多樣性與功能，探究微生物群落與所處生態(tài)系統(tǒng)的相互影響機(jī)制，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的研究具有重要的意義。烏梁素海濕地，是世界上同緯度最大的自然濕地。近年來，受農(nóng)業(yè)面源污染及湖泊沼澤化的影響，烏梁素海濕地呈現(xiàn)退化趨勢(shì)，開展對(duì)烏梁素海濕地的研究對(duì)維持河套平原生態(tài)系統(tǒng)平衡有重要的作用。
　　本研究在烏梁素海濕地設(shè)

2、置一條垂直湖岸線的縱向樣帶，選擇濕地具有代表性的4種植物類型土壤:蘆葦、鹽爪爪、堿蓬、白刺作為研究樣地。同時(shí)，采集不同地理位置濕地沉積物樣品作為研究樣地。通過測(cè)定土壤及沉積物的pH值、含水量、有機(jī)碳、總氮、總磷等，研究烏梁素海濕地基質(zhì)理化性質(zhì)的變化規(guī)律。通過傳統(tǒng)培養(yǎng)與現(xiàn)代微生物分子生態(tài)技術(shù)相結(jié)合，研究濕地可培養(yǎng)微生物的數(shù)量及分布規(guī)律，揭示烏梁素海濕地細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)及其分布動(dòng)態(tài)，分析濕地優(yōu)勢(shì)菌群的多樣性及其豐度。以期從濕地基質(zhì)種類多樣性、

3、可培養(yǎng)微生物數(shù)量及細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的角度，揭示微生物分布的空間異質(zhì)性成因及與其環(huán)境因子的耦合機(jī)制，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)及恢復(fù)工作提供重要的理論依據(jù)，同時(shí)也對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用、開發(fā)濕地微生物資源具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
　　對(duì)濕地理化性質(zhì)分析可知:濕地土壤屬于強(qiáng)堿性環(huán)境。從蘆葦樣地到白刺樣地，土壤含水率逐步降低，反映出采樣區(qū)域由湖濱向陸相的過渡，說明植物群落與土壤水分有一定關(guān)系。烏梁素海濕地土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量處于較低水平。沉積物的pH

4、值也比較高，但與濕地土壤相比，堿性程度相對(duì)較弱。沉積物樣品含水率極高。沉積物有機(jī)碳含量最高樣點(diǎn)要比濕地土壤高出14倍左右。沉積物中碳氮比值在2-11之間，比濕地土壤0.5-1高很多。沉積物總磷含量與濕地土壤相比無顯著性差異。
　　對(duì)烏梁素海濕地可培養(yǎng)微生物的數(shù)量和分布特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明:強(qiáng)堿性濕地土壤好氣性細(xì)菌數(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，真菌數(shù)量少。濕地土壤不同植物群落土壤中，白刺樣地各類微生物類群（好氣性細(xì)菌、芽孢型細(xì)菌、放線菌和真菌）

5、數(shù)量最多;鹽爪爪樣地各類微生物數(shù)量最少。堿性且通氣性差的沉積物環(huán)境好氣性細(xì)菌數(shù)量占微生物總量比例最高，真菌數(shù)量少。沉積物不同采樣點(diǎn)中，好氣性細(xì)菌數(shù)量在BW2樣點(diǎn)和XHK樣點(diǎn)最高;芽孢型細(xì)菌數(shù)量在TS樣點(diǎn)和BW1樣點(diǎn)最多;放線菌數(shù)量在TS樣點(diǎn)最多;真菌數(shù)量在HGB樣點(diǎn)最多。
　　應(yīng)用高通量測(cè)序方法分析了烏梁素海濕地細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)各樣地獲得的序列數(shù)和覆蓋度的計(jì)算，表明本研究獲取的序列信息能夠反映該區(qū)域細(xì)菌群落的種類和結(jié)構(gòu)。<

6、br>　　濕地不同植物群落土壤中，所得序列主要的門包括變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、放線菌門(Actinobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi厚壁菌門(Firmicutes)、芽單胞菌門(Gemmatimonadetes)、酸桿菌門(Acidobacteria)。濕地不同植物群落土壤中的主要細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出明顯空間異質(zhì)性:放線菌門(Actinobacteria)的相對(duì)

7、含量隨著采樣梯度從蘆葦樣點(diǎn)的1.85％增加到白刺樣點(diǎn)的16.39％，而擬桿菌門(Bacteroidetes)的相對(duì)含量從蘆葦樣點(diǎn)的11.39％下降到白刺樣點(diǎn)的6.45％。δ-變形菌綱(Deltaproteobacteria)在蘆葦樣點(diǎn)和鹽爪爪樣點(diǎn)中分布最廣，但在堿蓬樣點(diǎn)和白刺樣點(diǎn)卻分別是ε-變形菌綱(Epsilonproteobacteria)，γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）分布最為豐富。細(xì)菌分布與理化性質(zhì)的相關(guān)

8、關(guān)系說明，影響細(xì)菌分布的主要因素為含水率、總氮和總磷。
　　沉積物樣品所獲得的的序列主要的門包括變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門(Bacteroidetes)、綠彎菌門(Chloroflexi)、厚壁菌門(Firmicutes)、酸桿菌門(Acidobacteria)和浮霉菌門(Planctomycetes)。與濕地土壤細(xì)菌群落相比，放線菌門(Actinobacteria)和芽單胞菌門(Gemmatimonade