沙柳沙障腐烂过程真菌多样性及其对环境因子的响应

[目的]分析沙柳沙障腐烂过程对真菌群落组成及多样性的影响,为进一步探究荒漠生态系统真菌群落的生态功能提供理论依据。[方法]选取1,3,5,7a的沙柳沙障为研究对象,新铺设的沙障作为对照,采用野外原位取样、室内指标测定和Illumina MiSeq测序技术,揭示沙柳沙障腐烂过程中真菌多样性与沙障成分、土壤性质及酶活性之间的响应关系。[结果](1)瓶霉属、木霉属、Knufia属、维罗纳霉属和锥毛壳属均呈上升趋势,但亚隔孢壳属和Phaeococcomyces属呈下降趋势,真菌多样性与丰富度整体表现为增加。(2)7a的有机碳、碱解氮和可溶性有机碳分别是对照的2.47,1.83,1.71倍,β-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性分别增加了139.36%和35.16%。(3)Knufia属、近地伞属、维罗纳霉属和锥毛壳属分别与有机碳,碱解氮和可溶性有机碳呈显著正相关,但与纤维素和半纤维呈显著负相关(p<0.05)。冗余RDA分析结果表明,纤维素和碱解氮是影响优势菌群丰度的主要因子,碱解氮和亮氨酸氨基肽酶是影响多样性指数的主要因子。[结论]在沙柳沙障腐烂过程中,优势真菌属和多样性均受到多种因子的综合影响,碱解氮为两者的主要影响因子。在未来的研究中需进一步结合FUNGuild数据库探讨优势真菌群所具有的生态功能。

沙柳沙障腐烂过程对土壤微生物生物量及酶活性的影响

为探究沙柳沙障腐烂过程土壤微生物生物量及酶活性的变化规律,以铺设10年的沙柳沙障为研究对象,采用野外原位取样和室内指标测定法,结合RDA多元数据排序分析,揭示影响土壤微生物生物量及酶活性的主要环境因子。结果表明:(1)随铺设年限的增加,土壤中的C∶N与C∶P呈上升趋势,10年后的C∶N是1年的16.14倍,而N∶P呈下降趋势,10年后下降83.96%;(2)随腐烂程度的加剧,土壤MBC、MBN与MBP均呈先上升后下降趋势,7年均达到最大值,分别为1年的2.67,2.18,1.43倍;(3)土壤碱性磷酸酶活性随铺设年限增加呈先上升后下降趋势,6年时最大且表现出显著性差异(P<0.05),但脲酶与蔗糖酶活性均为1年时显著大于其他各组(P<0.05);(4)RDA分析结果表明,土壤理化因子对土壤微生物生物量及酶活性影响的大小顺序为速效钾>含水率>碳氮比>碱解氮>酸碱度>速效磷>氮磷比>碳磷比,即速效钾与含水率为主要驱动因子。研究结果对进一步探讨荒漠生态系统土壤碳、氮、磷养分循环提供了重要的理论依据。

沙柳沙障腐烂过程对土壤碳氮磷化学计量特征的影响

探究沙柳沙障腐烂过程对土壤碳氮磷化学计量特征的影响,有助于深入了解荒漠生态系统土壤养分循环及土壤有效性。该研究以布设1、3、5、7、9 a的沙柳沙障为研究对象,通过原位取样与指标测定,探究影响土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的主要环境因子。结果表明:沙柳沙障腐烂过程障体化学组分显著降低(P<0.05),土壤含水率和碱解氮(AvailableNitrogen,AN)得到改善,β-1,4-葡萄糖苷酶(β-1,4-glucosidase,BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosidase,NAG)活性于5 a时达到峰值;碳磷比和氮磷比在设障之后的5 a中显著增加,5 a时分别是1 a的1.83和1.76倍,而9 a的碳氮比较1 a显著增加了41.20%(P<0.05);碳磷比和氮磷比与可溶性有机碳、碱解氮、全氮和BG呈显著正相关,但碳氮比与NAG、纤维素和木质素呈显著负相关,其仅与质量损失率呈显著正相关(P<0.05);冗余分析研究结果进一步证实,纤维素和质量损失是影响土壤碳氮磷含量及其化学计量的主导因子。沙柳沙障的腐烂过程能够提高土壤碳氮磷含量,在辅助于沙漠地区植被恢复的过程中可作为长期有效的治理措施。

吉兰泰盐湖防护体系的防风阻沙效应

[目的]定量描述防护体系防风阻沙能力及地表蚀积变化,揭示盐湖防护体系的防风阻沙作用规律,为吉兰泰盐湖防护体系防护效果评估提供数据支撑,为中国西北风沙区及荒漠盐湖沙害治理提供理论依据。[方法]选择吉兰泰盐湖防护体系为研究对象,通过野外原位监测,对3,10月两场典型强风沙尘天气下不同下垫面0—30 cm高度内输沙以及逐月地表蚀积情况进行观测。[结果](1)2 m高度处风速由流动沙垄到盐湖湖心表现为衰减—急剧衰减—恢复阶段,到盐湖湖心时风速恢复至旷野风速。从白刺灌丛至盐碱滩地风速均较流动沙垄降低了70%~90%。(2)从白刺灌丛至盐湖湖心输沙量呈现为急剧降低—降低—缓慢增加的状态,整体较流动沙垄降低了83.89%~94.90%。(3)防护体系对两种主害风的防风阻沙效果明显,其风速及输沙量分别较流动沙垄降低了98.71%,91.79%,且西北风向下的防风阻沙效果优于西南风向。(4)6—9月白刺灌丛至盐湖湖心地表呈现为风积状态,且净蚀积强度较流动沙垄最高可降低157.04%。[结论]虽然受季节和风向影响,但防护体系防风阻沙效果仍保持较好状态,它对风沙流的阻滞作用使地表由风蚀转为堆积,并使风速及输沙量均降低了90%以上,从而有效避免盐湖湖面积沙。

沙柳沙障沙埋段5种木腐真菌的生物学特性

[目的]明确培养条件(碳源、氮源和pH值)对木腐真菌生长的影响,为延长沙柳(Salix psammophila)沙障使用周期提供理论依据。[方法]以沙柳沙障沙埋段5种木腐真菌:桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)、Xs木霉(Xylogone sphaerospora)、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、拟康氏木霉(Trichoderma koningiopsis)、黑曲霉(Aspergillus niger)为研究对象,在固体和液体下进行培养,分别探究不同培养条件下菌丝生长速度和生物量,确定菌株生长的最适条件。[结果](1)在固体培养条件下,桔绿木霉、Xs木霉、哈茨木霉和黑曲霉以葡萄糖为碳源时生长最快,其生长速度分别为12.97,8.56,13.25,5.22 mm/d;桔绿木霉最佳氮源为硫酸铵13.06 mm/d,Xs木霉、哈茨木霉和拟康氏木霉最佳氮源为蛋白胨,其生长速度分别为9.44,13.17,8.78 mm/d;5种木腐真菌最适pH值在5~7之间。(2)在液体培养条件下,葡萄糖是桔绿木霉、Xs木霉、哈茨木霉、拟康氏木霉和黑曲霉的最佳碳源,每100 ml的培养液中生物量分别达到446.67,454.67,728.67,687.67,713.00 mg;桔绿木霉、Xs木霉、哈茨木霉和拟康氏木霉最适氮源为蛋白胨,黑曲霉以氯化铵为氮源时生物量最大为610.00 mg;5种木腐真菌在pH值5~7的范围内生物量较大。[结论]固体与液体条件下桔绿木霉、Xs木霉和哈茨木霉最适碳源为葡萄糖,最适氮源为蛋白胨,pH值为5~6;拟康氏木霉液体培养条件下最适碳源为葡萄糖,最适氮源为蛋白胨,pH值为5~6;黑曲霉在液体培养条件下最适碳源为葡萄糖、最适氮源为氯化铵、pH值为5~6。

不同植被恢复类型对煤炭物流园区废弃地土壤理化性质的影响

[目的]探究煤炭物流园区废弃地不同植被恢复类型对土壤理化性质的影响,为类似废弃地的生态修复提供科学参考。[方法]以3种典型植被恢复类型(乔木混交林、灌木林和草地)土壤为研究对象,煤质裸地为对照,测定不同植被恢复类型下土壤的理化性质并进行差异性、相关性和主成分分析。[结果]①与裸地相比,乔木混交林、灌木林和草地经过10 a恢复以后,土壤总孔隙度分别增加了115.17%,62.06%,7.57%,土壤含水量增加了105.99%,71.21%,67.05%,而土壤容重减少了8.98%,5.13%,4.85%;②乔木混交林、灌木林土壤有机质含量明显增加,草地对碱解氮、速效钾含量有显著促进作用;碱解氮、速效磷含量在垂直方向均表现为显著的“表聚性”,而速效钾含量为显著深层聚集的特点;③有机质与碱解氮、速效磷、毛管孔隙均表现为显著正相关(p<0.05),碱解氮与速效磷表现为极显著正相关(p<0.01),即土壤有机质在改善土壤理化性质及养分循环方面具有重要作用。[结论]不同植被恢复类型土壤质量综合评价结果从高到低排序依次为:乔木混交林>灌木林>草地>裸地。乔木混交林、灌木林的种植可以有效改善煤炭物流园区废弃地土壤理化性质。

不同坡位处沙柳沙障真菌群落组成及其影响因素

为探究不同坡位对沙柳Salix psammophila沙障沙埋部真菌群落组成及多样性的影响,以刚铺设于平缓沙丘的沙障作为对照(CK),采用野外原位取样与室内指标测定的方法,结合Illumina MiSeq测序技术,揭示影响真菌群落组成及多样性的主要因子。结果表明:(1)不同坡位处真菌优势菌为粪壳菌纲Sordariomycetes和蘑菇纲Agaricomycetes,相对丰度分别为69.10%和13.78%,随坡位的下降,散囊菌纲Eurotiomycetes呈增加趋势,而座囊菌纲Dothideomycetes、锤舌菌纲Leotiomycetes和盘菌纲Pezizomycetes呈先增大后减少的趋势;(2)坡下铺设的沙柳沙障腐烂程度较坡中与坡上更大,真菌群落多样性与丰富度均为:坡下>坡中>坡上;(3)LEfSe多级物种差异分析表明,田头菇属Agrocybe、粘鞭霉属Gliomastix和木霉属Trichoderma为各组中具有显著性差异的物种(P<0.05);(4)冗余分析(redundancyanalysis,RDA)结果表明,优势真菌和群落多样性均受到多种环境因子的综合影响,土壤含水率和沙障木质素含量是显著影响菌群丰度和群落多样性的主要环境因子(P<0.05)。本研究结果为进一步探究沙柳沙障腐烂过程中真菌的生态功能提供理论基础。

不同年限沙柳沙障沙埋部腐化特性及真菌群落特征

为探究沙柳(Salix psammophila)沙障腐化程度与真菌群落组成之间的关系,采用Illumina MiSeq测序技术与室内试验测定法,以铺设1、3、5、7年的沙柳沙障为研究对象,新铺设的沙柳沙障作为对照(CK),结合RDA多元数据排序手段,分析影响真菌群落组成的主要驱动因子,为沙漠地区沙柳沙障资源合理利用提供参考.结果显示,沙柳沙障腐化过程中基本密度与抗弯强度呈下降趋势,而含水率与湿胀性呈上升趋势,铺设7年后,沙障纤维素、半纤维素和木质素分别下降了48.07%、43.99%和44.51%;真菌群落优势菌群以粪壳菌纲(55.83%)和散囊菌纲(23.87%)为主,随腐化程度的加剧,Shannon多样性指数、ACE丰富度指数与Heip均匀度指数均增大,真菌群落结构趋于复杂化;RDA分析结果表明,障体腐化特性对真菌优势菌群影响的大小顺序依次为木质素>含水率>抗弯强度>纤维素>湿胀性>半纤维素>基本密度.本研究表明随铺设年限的增加,障体沙埋部腐化程度加剧,真菌群落多样性与丰富度增加,菌群分布受多种环境因子综合影响,木质素与含水率是影响其丰度的主要因子;涵盖的腐化特性指标并不能完全解释真菌群落分布的差异,需结合障体周际土壤理化因子进一步探讨.(图7表4参37)

风沙区不同种植制度下的土壤风蚀效果研究

为探究不同种植制度对风沙区喷灌圈耕地土壤风蚀效果的影响,以马铃薯-冬闲-玉米轮作(PT)、玉米-冬闲-玉米连作(SF)、马铃薯-燕麦-玉米轮作(WF)三种种植制度的喷灌圈耕地为研究对象,并以周边固定沙地(CK)为对照,春耕前采集表层0~5 cm土壤,用筛分法测定土壤的机械组成,分析土壤粒度参数及颗粒分形维数。结果表明:与CK相比,三种种植制度的耕地0~5 cm土层土壤细砂以下(<0.1 mm)颗粒的含量下降12.83%~42.45%,粗砂颗粒含量上升了284.12%~502.86%,土壤颗粒表现出明显粗化现象,分选性变好,峰态向尖窄化发展,土壤退化严重,说明无论采用何种种植制度均会导致耕地土壤沙化。不同种植制度中,SF、WF相比PT均明显提高了耕地0~5 cm土层土壤细砂以下(<0.1 mm)颗粒的含量,土壤颗粒出现细化趋势,分选性变好,峰态向尖窄化发展,分形维数值增大,表明玉米留茬和马铃薯收获后种植燕麦在风季可以减弱地表风蚀作用,降低耕地表层土壤细颗粒的流失。三种种植制度的偏差在各土层间没有显著差异,说明不同种植制度不足以使喷灌耕地的土壤粒度分配出现较大差异。