自然增温对南亚热带森林土壤微生物群落与有机碳代谢功能基因的影响

基于海拔高度下降气温上升的关系,将模拟的生态系统(含植物和土壤)从高海拔整体移位至低海拔地区,实现自然增温的效果。通过对自然增温条件下土壤环境因子及其相关理化性质的动态监测,结合磷脂脂肪酸分析与宏基因组学方法,测定土壤微生物群落结构以及与土壤有机碳分解相关基因丰度,探究自然增温对鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢的影响及其微生物学机制。结果表明:(1)增温处理显著改变了0—10 cm土壤温度与湿度:2016—2018年间土壤温度显著上升2.48℃,湿度显著下降23.93%。(2)增温处理下,干季土壤有机碳含量与湿季土壤硝态氮含量显著降低,其他土壤理化因子无显著变化。(3)增温处理下,干季和湿季土壤微生物群落结构发生改变,且湿季变化显著。土壤湿度是影响干季和湿季土壤微生物群落结构变化的主要因子,解释了干季50.2%的变异度与湿季79.2%的变异度。(4)宏基因组结果表示:增温抑制了干季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度,增强了湿季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度。以上结果表明,增温通过改变土壤微生物生物量和群落结构以及有机碳代谢相关功能基因的丰度,最终影响南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢过程。

不同茬口和施氮水平对南瓜根际细菌碳分解潜力的影响

为探明根际细菌群落多样性及有机碳分解功能基因对耕作措施的响应特征,以收获小麦和西瓜后种植的南瓜根际土壤为研究对象,以两种施氮水平(纯氮施入量分别为1.0、2.0 g/kg)为处理,结合高通量测序和PICRUSt功能预测解析不同茬口和施氮水平下南瓜根际细菌群落结构和参与有机碳分解代谢细菌的关键功能基因丰度的差异。结果表明:各处理南瓜根际土壤细菌Shannon多样性指数和细菌群落结构无差异;所有处理中变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、蓝藻细菌门相对丰度之和达到90%。冗余分析发现,小麦茬土壤中硝态氮的含量、西瓜茬土壤中铵态氮和硝态氮的含量对南瓜根际细菌群落结构的作用高于其他理化指标。高氮水平下,与西瓜茬相比,小麦茬南瓜根际土壤变形菌门的相对丰度降低,但拟杆菌门和放线菌门的相对丰度升高(P<0.05)。无论施氮水平高低,与西瓜茬相比,小麦茬南瓜根际土壤分解半纤维素和淀粉类物质诸如α-淀粉酶和β-半乳糖苷酶等产酶基因丰度提高。因此,施氮水平并未影响不同茬口土壤南瓜根际土壤微环境和细菌种群结构和多样性的稳定性;但高氮处理下,茬口类型影响参与有机碳分解的关键细菌门类相对丰度。与西瓜茬土壤相比,小麦茬土壤可能更能促进南瓜根际土壤有机碳的分解。

河口陆基养虾塘沉积物铁的含量和形态

为研究河口陆基养殖塘底泥中铁的迁移和转化机制,本文测定了福建省3个河口养虾塘养殖期表层和亚表层底泥沉积物中活性铁含量及间隙水的常见组分.结果表明,不同站点间晶质Fe(Ⅲ)、非硫Fe(Ⅱ)、有机铁、铁硫化物含量存在显著差异.间隙水SO42–和Cl–可能是影响不同站点间Fe的形态和分布存在异质性的主要环境影响因子之一.盐度较高的养虾塘,铁的硫化物含量较高,有机铁和晶质Fe(Ⅲ)含量较少.陆基养虾塘底泥沉积物中活性铁含量按固相Fe(Ⅲ)>铁硫化物>非硫Fe(Ⅱ)>有机铁的顺序排列.养虾塘亚表层沉积物铁硫化物(FeS和FeS2)含量高于表层沉积物,而表层沉积物有机铁含量与间隙水SO4^2–和NH4^+浓度高于亚表层沉积物.铁硫化物的生成一定程度上降低河口陆基养虾塘沉积物营养盐污染的潜在风险.