萬(wàn)寧天然海防林不同植物類型土壤微生物多樣性分析.pdf

1、海南島人工海防林主要以木麻黃樹種為主，與天然海防林相比，存在天然更新能力差，防護(hù)期較短，且受臺(tái)風(fēng)影響防護(hù)效能差，經(jīng)營(yíng)成本高等問(wèn)題，因此迫切需要對(duì)木麻黃海防林進(jìn)行更新改造。若要對(duì)木麻黃海防林進(jìn)行更新改造，篩選出天然更新能力強(qiáng)，適應(yīng)海岸生態(tài)條件，耐土壤貧瘠等優(yōu)良特性的海南本土樹種是最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在對(duì)海南本土樹種初步篩選的基礎(chǔ)上，本文擬通過(guò)對(duì)不同植物類型土壤理化性質(zhì)的分析，土壤微生物群落多樣性的分析，探討植物--微生物--土壤三者之間的

2、關(guān)系，以便揭示不同植物類型對(duì)土壤微生物多樣性的影響，并尋找對(duì)土壤微生物多樣性影響明顯的植物類型，即從土壤微生物與植物類型之間關(guān)系進(jìn)一步篩選海防林林替代樹種。該項(xiàng)研究將為海防林替代樹種的篩選提供新的研究思路與方法。
　　研究方法：基于對(duì)海南島海防林替代樹種的初步篩選，選擇了萬(wàn)寧沿海三個(gè)地區(qū)共八種植物類型：馬騮角的草海桐（Scaevola sericea）、嶺南山竹子（Garcinia oblongifolia）、刺葵（Phoenix

3、 hanceana）、蕨類植物+野牡丹+桃金娘（灌草叢；shrub-meadow）；日月灣的對(duì)葉榕（Ficus hispida）、欖仁樹（Terminalia catappa）和南燕灣的白楸（Mallotus paniculatus）、馬鞭草科的越南牡荊（Vitex tripinnata）。土樣采集分別在旱季和雨季進(jìn)行，雨季取樣選在2013年10月，旱季取樣選在2014年4月。土壤取樣是在選定植物周圍距離根部1m以內(nèi)，采集0～10cm和

4、10～20cm兩個(gè)土層的土樣，然后根據(jù)五點(diǎn)混合法混合成一個(gè)混合土樣。采用常規(guī)方法測(cè)定土壤物理性質(zhì)（含水率）、化學(xué)性質(zhì)（有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、pH）。采用BIOLOG微平板計(jì)數(shù)法測(cè)定分析不同植物類型土壤微生物功能多樣性，在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步應(yīng)用了最能全面解析土壤微生物群落多樣性的宏基因組——Miseq測(cè)序方法。主要在門和屬水平下分析土壤微生物多樣性和豐度指數(shù)，指出不同植物類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成的差異

5、性。采用多項(xiàng)指標(biāo)綜合分析不同植物類型的土壤微生態(tài)環(huán)境，篩選沿海地區(qū)海防林潛在的替代樹種。
　　主要研究結(jié)果：
　　1.不同植物類型對(duì)土壤理化性質(zhì)的最高值有影響。嶺南山竹子的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高；越南牡荊的全氮和全鉀含量最高；對(duì)葉榕的全磷和硝態(tài)氮含量最高；有效磷、速效鉀、銨態(tài)氮等含量最高的分別是白楸、刺葵和灌草叢。說(shuō)明植物類型是導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)差異的因素之一；
　　2.根據(jù)土壤微生物對(duì)單一碳源利用能力和多樣性指數(shù)較為優(yōu)越或

6、獨(dú)特的特性，綜合分析0～20cm不同植物類型土壤微生物功能多樣性，結(jié)果表明白楸和對(duì)葉榕優(yōu)勢(shì)種群對(duì)總體碳源利用能力較高，欖仁樹和灌草叢對(duì)總體碳源利用能力較弱；
　　3.土壤理化性質(zhì)和土壤微生物對(duì)單一碳源總體利用能力的綜合分析顯示：上層土的土壤養(yǎng)分和土壤微生物功能多樣性較下層土的高；土層對(duì)土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的影響因植物類型而存在差異；不同季節(jié)土壤理化性質(zhì)的變化與植物類型及土壤理化性質(zhì)本身有關(guān)；
　　4.根據(jù)高通量Mesiq測(cè)序結(jié)

7、果，七種植物類型獲得有效序列數(shù)273454條，序列數(shù)從大到小排列順序?yàn)椋簷烊蕵?，?duì)葉榕，刺葵，白楸，嶺南山竹子，越南牡荊，灌草叢；在0.97的相似度下共獲得6658個(gè)OTUs，其中欖仁樹最高，白楸最低；根據(jù)OTU豐度進(jìn)行的PCA分析，欖仁樹、對(duì)葉榕、刺葵，它們的多樣性較為相近，越南牡荊和灌草叢的多樣性較為相近，白楸、嶺南山竹子與其他植物類型的多樣性較遠(yuǎn)，說(shuō)明同一地區(qū)不同植物類型的群落多樣性存在差異。通過(guò)不同植物類型土壤微生物多樣性及土壤

8、微生物在各分類水平上的百分比綜合分析顯示，日月灣的欖仁樹和對(duì)葉榕的多樣性和豐度最高，因此欖仁樹和對(duì)葉榕是土壤微生物群落多樣性較豐富的樹種；且它們蘊(yùn)含的未知序列較大，所以作為開發(fā)特殊微生物的樹種的潛力最大。
　　總之，土壤理化性質(zhì)、土壤微生物功能多樣性、土壤微生物群落多樣性都隨植物類型的不同有不同的變化。在同一取樣區(qū)，土壤養(yǎng)分、土壤微生物群落多樣性較高的植物類型分別是：日月灣的欖仁樹；馬騮角的刺葵；南燕灣的越南牡荊。從不同植物類型上