漓江河岸带土壤微生物群落结构及理化性质的空间分布特征

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sqs292241644
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实施漓江河岸带生态修复工程需要充分评估典型河岸带不同区域土壤的质量现状,遵循自然土壤生态系统的空间分布规律,因地制宜、针对性地设计修复方案。本研究通过测定漓江河岸带不同空间区域内土壤理化性质、酶活性、微生物数量、细菌多样性及优势菌群等特征指标,综合评估河岸带土壤质量;在漓江河岸带纵向上不同区域(上游、中游和下游)10个研究地点、横向上4种水文环境梯度(砾石带、草带、灌草带和乔木带)内,设置120个土壤样地,测定相关土壤指标并分析这些指标间的相关性,深入探讨河岸带土壤空间分布特征及其变化机制。为漓江河岸带生态修复设计提供相关建议,也为退化河岸生态系统恢复和重建工作提供理论依据。主要研究成果如下:(1)漓江河岸带土壤理化性质、土壤酶、微生物数量等空间分布均具有显著差异性。横向上(垂直水流方向),随着水淹频率的降低,土壤pH值、有效氮、有效磷、速效钾等呈先增后减趋势,土壤各理化指标最大值多出现在中间的灌草带或草带,最小值多出现在砾石带;微生物数量、土壤酶亦呈现相似变化规律。说明河水适度干扰有利于漓江河岸带土壤结构及养分的累积,对微生物数量及酶活性也有促进作用,河水周期性淹没对砾石带土壤养分影响显著。纵向上(顺着水流方向),下游河岸带的土壤砂粒含量相对较高,有效氮、有效磷和速效钾含量相对较低;微生物数量在河岸带不同区域有显著差异性。说明人类旅游活动干扰或不同类型土地利用方式对漓江河岸带土壤理化及微生物数量有显著影响。(2)漓江河岸带土壤微生物群落结构的空间分布也具有显著差异性。漓江河岸带土壤中微生物共发现76个门,大多都属于细菌域。变形菌门(Proteobacteria)为最优势细菌门,其次为酸杆菌门(Acidobacteria),泉古菌门(Crenarchaeota),疣微菌门(Verrucomicrobia),浮霉菌门(Plancto mycetes),拟杆菌门(Bacteroidetes)等。横向上,随着水淹频率的降低,变形菌门的相对多度为逐渐降低趋势,而浮霉菌门和酸杆菌门的相对多度为逐渐增多趋势;土壤砂粒含量、pH值和有效氮含量与主要优势菌门多度有显著相关性;砾石带、草带和灌草带土壤细菌多样性较高但无显著差异,距离水体最远的乔木带细菌多样性最低。纵向上,河岸带不同区域的土壤细菌多样性及优势菌群相对多度无明显变化规律;说明漓江河岸带土壤微生物生态系统具有稳定性,对外界干扰具备一定程度的抵抗力和恢复力,纵向上土壤理化性质的变异性对土壤微生物多样性的影响强度相对较弱。(3)漓江河岸带土壤理化、土壤酶、微生物群落等三类指标,在整体上空间变异特征具有较强的一致性,不同指标间存在较强的关联性或互斥性。漓江河岸带土壤砂粒、pH值和有机质等显著影响微生物数量;土壤砂粒、pH值、有效氮和有效磷等显著影响土壤酶活性;土壤砂粒、pH值和含水量等显著影响细菌多样性及优势菌群相对多度。在漓江河岸带生态修复设计中,需要遵循河岸带土壤生态系统渐变的结构特点,保持河岸带水文梯度的完整性和复杂性,提升土壤生态系统的服务功能。同时需要针对性地设计不同区域修复方案,横向上,砾石带为土壤质量退化敏感区域,应充分考虑河水周期性干扰等特点;纵向上,下游河岸带为重点修复区域,应充分考虑人类旅游活动干扰以及不同土地利用方式对土壤质量等影响。
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