安太堡礦區(qū)不同復(fù)墾年限油松林土壤微生物群落演替特征.pdf

1、山西省平朔安太堡煤礦是大型露天開采煤礦，大規(guī)模的煤炭開采使得礦區(qū)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，特別是表層土壤剝離和植被喪失導(dǎo)致土地失去利用價(jià)值。由于礦區(qū)基質(zhì)缺少熟化土壤，營養(yǎng)貧瘠，使得土地復(fù)墾率較低，因此有必要通過人為創(chuàng)造有助于植被生長的環(huán)境來進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)。土壤微生物作為維持土壤生物活性的重要組分，在土壤結(jié)構(gòu)改良、肥力保持，營養(yǎng)循環(huán)，以及植物生長等方面起著重要的作用，但目前的研究更多的集中于礦區(qū)植被復(fù)墾后的植被群落演替和土壤理化性質(zhì)，而對(duì)在復(fù)墾

2、過程中發(fā)揮著重要作用的土壤微生物研究甚少，因此本研究將對(duì)不同復(fù)墾年限的土壤微生物群落進(jìn)行研究。本研究選取安太堡露天煤礦12個(gè)不同復(fù)墾年限（復(fù)墾年限分別為1、2、4、5、6、8、10、15、18、20、22和25年）油松林代表性樣地，測(cè)定不同復(fù)墾年限油松林土壤理化性質(zhì)，通過高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定不同復(fù)墾年限油松林土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化及其相對(duì)豐富度，運(yùn)用Biolog平板法對(duì)不同復(fù)墾年限油松林土壤微生物進(jìn)行功能多樣性研究。通過分析不同復(fù)墾年

3、份的土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落組成變化和微生物功能多樣性的變化，從而掌握在植被復(fù)墾進(jìn)程中土壤理化性質(zhì)和微生物的動(dòng)態(tài)演替過程。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）黃土區(qū)安太堡露天煤礦不同復(fù)墾年限油松林土壤中，12個(gè)樣地土壤pH值范圍在7.06-8.15之間，均為弱堿性土壤，各樣地間無顯著的差異。土壤全氮和全碳含量整體上呈現(xiàn)出隨復(fù)墾年限增加而增加的趨勢(shì)，復(fù)墾年限較短樣地中含碳、含氮量顯著低于復(fù)墾年限較長的樣地。隨著復(fù)墾年限的增加，土壤持水

4、能力也隨著復(fù)墾年限的增加而有所增強(qiáng)。
　?。?）通過高通量測(cè)序，獲取了土壤細(xì)菌、古菌和真菌的多樣性指數(shù)和不同分類水平的群落組成。微生物的操作單元數(shù)量表現(xiàn)為隨復(fù)墾年限的增加而提高，細(xì)菌和古菌在樣地間有顯著的差異性，而真菌各樣地間的差異并不顯著。多樣性指數(shù)也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。古菌優(yōu)勢(shì)菌群主要為廣古菌門（ Euryarchaeota）和泉古菌門（ Crenarchaeota）；細(xì)菌主要菌群（含量>1％）共20種，優(yōu)勢(shì)菌群為放線菌門（Ac

5、tinobacteria）和變形菌門（Proteobacteria）；真菌主要菌群（含量>1%）有7種，優(yōu)勢(shì)菌群為子囊菌門（Ascomycota）和擔(dān)子菌門（Basidiomycota）。
　?。?）通過典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)可得，土壤中影響古菌分布的因子主要有土壤含水量和土壤pH，其中土壤含水量對(duì)廣古菌門的分布具有較為顯著的影響。全氮含量對(duì)細(xì)菌和真菌群落組成影響顯著，尤其對(duì)是變形菌門會(huì)產(chǎn)生較大影響。另外土壤全氮與真菌多樣性顯著相

6、關(guān)。
　?。?）利用Biolog-ECO微平板對(duì)12個(gè)樣地土壤中微生物利用碳源的能力進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示不同復(fù)墾年限土壤微生物隨培養(yǎng)時(shí)間的增長，AWCD值呈現(xiàn)出先增加，后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)；且隨著復(fù)墾年限的增加(從1-25年)，土壤的AWCD最大值及變化速率也基本呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì)。表明不同復(fù)墾年限油松林土壤微生物平均吸光值（AWCD）隨復(fù)墾年限的增加而增大，即土壤微生物代謝活性隨著復(fù)墾年限的增加而增強(qiáng)。不同復(fù)墾年限油松林土壤對(duì)不同種類