烏梁素海濕地微生物群落結構及其空間異質性研究.pdf

1、土壤微生物是全球生態(tài)系統(tǒng)中一個重要的組成部分，它們對環(huán)境條件的變化敏感，是評價自然或人為對土壤環(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)的相互影響機制，對整個生態(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，開展對烏梁素海濕地的研究對維持河套平原生態(tài)系統(tǒng)平衡有重要的作用。
　　本研究在烏梁素海濕地設

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，采集不同地理位置濕地沉積物樣品作為研究樣地。通過測定土壤及沉積物的pH值、含水量、有機碳、總氮、總磷等，研究烏梁素海濕地基質理化性質的變化規(guī)律。通過傳統(tǒng)培養(yǎng)與現(xiàn)代微生物分子生態(tài)技術相結合，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菌的群落結構及其分布動態(tài)，分析濕地優(yōu)勢菌群的多樣性及其豐度。以期從濕地基質種類多樣性、

3、可培養(yǎng)微生物數(shù)量及細菌群落結構的角度，揭示微生物分布的空間異質性成因及與其環(huán)境因子的耦合機制，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護及恢復工作提供重要的理論依據(jù)，同時也對濕地生態(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用價值。
　　對濕地理化性質分析可知:濕地土壤屬于強堿性環(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系。烏梁素海濕地土壤營養(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，堿性程度相對較弱。沉積物樣品含水率極高。沉積物有機碳含量最高樣點要比濕地土壤高出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。
　　對烏梁素海濕地可培養(yǎng)微生物的數(shù)量和分布特征進行研究，結果表明:強堿性濕地土壤好氣性細菌數(shù)量占絕對優(yōu)勢，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（好氣性細菌、芽孢型細菌、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。沉積物不同采樣點中，好氣性細菌數(shù)量在BW2樣點和XHK樣點最高;芽孢型細菌數(shù)量在TS樣點和BW1樣點最多;放線菌數(shù)量在TS樣點最多;真菌數(shù)量在HGB樣點最多。
　　應用高通量測序方法分析了烏梁素海濕地細菌的群落結構特征。根據(jù)各樣地獲得的序列數(shù)和覆蓋度的計算，表明本研究獲取的序列信息能夠反映該區(qū)域細菌群落的種類和結構。<

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菌群落結構表現(xiàn)出明顯空間異質性:放線菌門(Actinobacteria)的相對

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

8、關系說明，影響細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)。與濕地土壤細菌群落相比，放線菌門(Actinobacteria)和芽單胞菌門(Gemmatimonade