黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.11.014

草地学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (11): 2975-2985.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.11.014

• 研究论文 • 上一篇

黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

段鹏¹, 姚步青², 赵之重^1,3, 韦鎔宜¹, 张永超⁴, 秦文萍¹, 王婷¹

1. 青海大学, 青海西宁 810016;
2. 中国科学院西北高原生物研究所, 青海西宁 810008;
3. 青海民族大学, 青海西宁 810007;
4. 青海省畜牧兽医科学院, 青海西宁 810016

收稿日期:2022-05-17 修回日期:2022-07-14 发布日期:2022-12-02
通讯作者: 赵之重,E-mail:qdwjm@126.com
作者简介:段鹏(1993-)男，汉族，河北张家口人，博士，主要从事退化高寒湿地生态研究，E-mail:734011925@qq.com
基金资助:
青海省科技厅项目(2022-QY-225);青海省科技厅项目(2020-ZJ-925);青海省科技厅项目(2022-HZ-817);退化高寒湿地近自然恢复及生态功能提升技术与示范(2016YFC0501903)；国家自然科学基金项目(32160269)资助

Effects of Seasonal Lake Wetland Degradation on the Utilization of Soil Microbial Carbon Source in the Source Region of the Yellow River

DUAN Peng¹, YAO Bu-qing², ZHAO Zhi-zhong^1,3, WEI Rong-yi¹, ZHANG Yong-chao⁴, QIN Wen-ping¹, WANG Ting¹

1. Qinghai University, Xining, Qinghai Province 810016, China;
2. Northwest Institute of Plateau Biology, Xining, Qinghai Province 810008, China;
3. Qinghai Minzu University, Xining, Qinghai Province 810007, China;
4. Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Xining, Qinghai Province 810016, China

Received:2022-05-17 Revised:2022-07-14 Published:2022-12-02

摘要/Abstract

摘要： 为了探讨黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响以及土壤微生物碳源利用能力与不同环境因子的关系，本试验在黄河源区退化季节性湖泊湿地研究不同退化阶段植被特征、土壤养分变化和土壤微生物碳源利用状况。结果表明：在季节性湖泊湿地退化过程中，土壤微生物对碳源的利用存在明显的空间分异，其对酯类碳源的相对利用率最高，对单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率随退化加重呈现先升高后下降趋势；土壤微生物对单糖/糖苷/聚合物类碳源和醇类碳源的相对利用率改变是土壤微生物功能多样随季节性湖泊湿地退化而变化的主要原因；土壤全氮含量和植被盖度对微生物单糖/糖苷/聚合物类碳源的相对利用率和土壤微生物活性均有影响。该结果为黄河源区的季节性湖泊湿地退化监测和近自然修复提供科学理论依据。

关键词: 季节性湖泊湿地, 植被群落特征, 土壤养分, 微生物群落功能多样性, 碳源利用

Abstract: In order to investigate the effect of degradation of seasonal lake wetlands on the carbon source utilization of soil microorganisms and the relationship between the utilization of different carbon sources by soil microorganisms and different environmental factors in the source region of the Yellow River,this experiment studied the vegetation characteristics,soil nutrients,and soil microbial carbon source utilization in different degradation stages in the degraded seasonal lake wetland of the source area of the Three Rivers. The results showed that in the process of seasonal lake wetland degradation,the utilization of carbon sources by soil microorganisms has obvious spatial differences,and the relative utilization rate of ester carbon sources is the highest,while the relative utilization rate of carbohydrates carbon sources increases first and then decreases with the degradation. The change of the relative utilization rate of carbohydrates carbon source and alcohol carbon source by soil microorganisms is the main reason that affects the change of soil microbial functions with seasonal lake wetland degradation. Soil total nitrogen and vegetation coverage have effects on the relative utilization of microbial carbohydrates carbon sources and soil microbial activity. It provides a scientific theoretical basis for seasonal lake wetland degradation monitoring and near-natural restoration in the source region of the Yellow River.

Key words: Alpine seasonal lake wetland, Vegetation characteristics, Soil nutrients, Functional diversity of soil microbial communities, Carbon source utilization

中图分类号:

S812

段鹏, 姚步青, 赵之重, 韦鎔宜, 张永超, 秦文萍, 王婷. 黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(11): 2975-2985.

DUAN Peng, YAO Bu-qing, ZHAO Zhi-zhong, WEI Rong-yi, ZHANG Yong-chao, QIN Wen-ping, WANG Ting. Effects of Seasonal Lake Wetland Degradation on the Utilization of Soil Microbial Carbon Source in the Source Region of the Yellow River[J]. Acta Agrestia Sinica, 2022, 30(11): 2975-2985.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2022.11.014

https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/Y2022/V30/I11/2975

参考文献

[1] 张继平,张镱锂,刘峰贵,等. 长江源区当曲流域高寒湿地类型划分及分布研究[J]. 湿地科学,2011,9(3):218-226
[2] 谢高地,鲁春霞,冷允法,等. 青藏高原生态资产的价值评估[J]. 自然资源学报,2003,18(2):189-196
[3] 林春英,李希来,金惠瑛,等. 黄河源区河漫滩湿地退化过程土壤的变化特征[J]. 中国农学通报,2015,31(33):243-249
[4] 李希来. 三江源区不同类型高寒湿地的退化与保护[J]. 青海科技,2017,24(1):35-39
[5] 李宏林. 青藏高原东部高寒湿地逆向演替序列上植物物种对土壤水分变化响应的研究[D]. 兰州:兰州大学,2016:1,10-11
[6] 舒向阳,胡玉福,蒋双龙,等. 川西北沙化草地植被群落、土壤有机碳及微生物特征[J]. 草业学报,2016,25(4):45-54
[7] 刘世贵,葛绍荣,龙章富. 川西北退化草地土壤微生物数量与区系研究[J]. 草业学报,1994,3(4):70-76
[8] 周庆伍,李红歌,李安军,等. Biolog ECO解析不同产地大曲微生物群落功能多样性特征[J]. 食品与发酵技,2014,50(30):53-56
[9] JONES C,MCCONNELL C,COLEMAN K,et al. Global Climate Change and Soil Carbon Stocks;Predictions from Two Contrasting Models for the Turnover of Organic Carbon in Soil[J]. Global Change Biology,2005,11(1):154-166
[10] 徐惠风,刘兴土,白军红,等. 长白山沟谷湿地乌拉苔草沼泽湿地土壤微生物动态及环境效应研究[J]. 水土保持学报,2004,18(3):115-118
[11] 颜慧,蔡祖聪,钟文辉. 磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用[J]. 土壤学报,2006,43(5):851-859
[12] 姚喜喜,宫旭胤,白滨,等. 祁连山高寒牧区不同类型草地植被特征与土壤养分及其相关性研究[J]. 草地学报,2018,26(2):371-379
[13] 金映虹,吴红萍,谭方正,等. 不同红树植物类群土壤微生物功能多样性的研究[J]. 生态环境学报,2017,26(8):1292-1300
[14] BELL T,NEWMAN J A,SILVERMAN B W,et al. The Contribution of Species Richness and Composition to Bacterial Services[J]. Nature,2005,436(7054):1157-1160
[15] LIU B R,JIA G M,CHEN J,et al. A Review of Methods for Studying Microbial Diversity in Soils[J]. Pedosphere,2006,16(1):18-24
[16] FIERER N,JACKSONR B. The Diversity and Biogeography of Soil Bacterial Communities[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2006,103(3):626-631
[17] 田雅楠,王红旗. Biolog法在环境微生物功能多样性研究中的应用[J]. 环境科学与技术,2011,34(3):50-57
[18] 吴则焰,林文雄,陈志芳,等. 武夷山国家自然保护区不同植被类型土壤微生物群落特征[J]. 应用生态学报,2013,24(8):2301-2309
[19] 李慧,李雪梦,姚庆智,等. 基于Biolog-ECO方法的两种不同草原中5种不同植物根际土壤微生物群落特征[J]. 微生物学通报,2020,47(9):2947-2958
[20] 翁晓虹,隋心,李梦莎,等. 模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物碳源利用能力的影响[J]. 环境科学,2022,43(9):4674-4683
[21] 段鹏,张永超,赵之重,等. 青藏高原高寒湿地退化过程中土壤微生物群落功能多样性特征[J]. 草地学报,2020,28(3):759-767
[22] 张乐满,兰波,许文锋,等. 基于Biolog-ECO对三峡水库消落区优势植物根际微生物功能多样性的研究[J]. 微生物学杂志,2021,4:1-12
[23] 郑华,欧阳志云,方治国,等. BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性研究中的应用[J]. 土壤学报,2004,41(3):456-461
[24] 李森森,马大龙,臧淑英,等. 不同干扰方式下松江湿地土壤微生物群落结构和功能特征[J]. 生态学报,2018,38(22):1-10
[25] 屈长良,尚志明,王鹤. 玛多县近60 年0 cm地温变化特征分析[J]. 南方农业,2019,13(3):169-172
[26] 李飞,刘振恒,贾甜华,等. 高寒湿地和草甸退化及恢复对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响[J]. 生态学报,2018,38(17):6006-6015
[27] 李成一,李希来,孙华方,等. 高寒湿地旱化过程及其对CO2交换的影响[J]. 草地学报,2020,28(3):750-758
[28] LI X L,PERRY G LW,BRIERLEY G,et al. Restoration Prospects for Heitutan Degraded Grassland in the Sanjiangyuan[J]. Journal of Mountain Science,2013,10(4):687-698
[29] 青海省气象局. DB 63/T 1794-2020,高寒沼泽湿地退化等级划分[S]. 西宁:青海省市场监督管理局,2020:3-4
[30] 朱平,陈仁升,宋耀选,等. 祁连山不同植被类型土壤微生物群落多样性差异[J]. 草业学报,2015,24(6):75-84
[31] 张超,刘国彬,薛萐,等. 黄土丘陵区不同植被类型根际微生物群落功能多样性研究[J]. 草地学报,2015,23(4):710-717
[32] 邱敬萍,黄艳霞,王超,等. EG03菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对根围土壤微生物群落的影响[J]. 应用生态学报,2014,25(5):1468-1474
[33] 刘燕,李世雄,尹亚丽,等. 基于Biolog指纹解析黑土滩退化草地土壤微生物群落特征[J]. 生态环境学报,2019,28(7):1394-1403
[34] 严君,韩晓增,陆欣春,等. 不同土地利用方式对黑土微生物群落功能多样性的影响[J]. 土壤与作物,2019,8(4):381-388
[35] ZABINSKI C A,GANNON J E. Effects of Recreational Impacts on Soil Microbial Communities[J]. Environmental Management.1997,21(2):233-238
[36] BOSSIO D A,SCOW K M. Impact of Carbon and Flooding on the Metabolic Diversity of Microbial Communities in Soils[J]. Applied and Environmental Microbiology.1995,61(11):4043-4050
[37] 隋心,张荣涛,刘赢男,等. 模拟氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物功能多样性的影响[J]. 草地学报,2016,24(6):1226-1233
[38] 刘鹏菊. 设施黄瓜生长环境监测与温室风口控制系统研究[D]. 泰安:山东农业大学,2021:11
[39] 葛建坤,罗金耀. 越冬大棚番茄蒸腾速率变化规律及PLS模型[J]. 武汉大学学报(工学版),2009,42(2):186-190
[40] 蔡晓布,张永青,邵伟. 不同退化程度高寒草原土壤肥力变化特征[J]. 生态学报,2008,28(3):1034-1044
[41] FISSORE C,GIARDINA C P,KOLKA R K,et al. Soil Organic Carbon Quality in Forested Mineral Wetlands at Different Mean Annual Temperature[J]. Soil Biology & Biochemistry,2009,41(3):458-466
[42] 王新源,陈翔舜,丁乾平,等不同荒漠化阶段植被生态特征对土壤环境因子的响应——以民勤荒漠绿洲过渡带为例[J]. 生态学报,2018,38(5):1569-1580
[43] 柴瑜,李希来,于金峰,等. 有机肥施用量对黄河源不同坡向退化高寒草甸土壤团聚体及有机碳的影响[J]. 草地学报,2022,30(7):1613-1620
[44] 林春英,李希来,张静,等. 高寒沼泽湿地退化过程中土壤腐殖质变化特征的研究[J]. 草地学报,2022,30(5):1027-1036
[45] 邵建翔,刘育红,马辉,等. 退化高寒草地浅层土壤理化性质Meta分析[J]. 草地学报,2022,30(6):1370-1378
[46] 李飞. 高寒湿地和草甸退化与恢复对土壤养分、土壤微生物及有机化合物的影响[D]. 兰州:兰州大学,2018:23-24
[47] 魏媛,张金池,俞元春,等. 退化喀斯特植被恢复对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响[J]. 土壤,2010,42(2):230-235
[48] 张胜男,闫德仁,黄海广,等. 短期封育对科尔沁沙地榆树疏林土壤微生物群落结构的影响[J]. 生态学杂志,2020,39(9):2860-2867
[49] 钱叶,侯怡铃,宋波,等. 龙门山地震带不同植被类型土壤微生物群落多样性分析[J]. 福建师范大学学报,2019,35(1):88-95
[50] 姚玉娇,梁婷,马源,等. 土壤微生物群落多样性对高寒草甸退化程度的响应[J]. 草地学报,2020,28(6):1489-1497
[51] 金裕华. 武夷山不同海拔土壤微生物多样性的变化特征[D]. 南京:南京林业大学,2012:103

黄河源区季节性湖泊湿地退化对土壤微生物碳源利用的影响

Effects of Seasonal Lake Wetland Degradation on the Utilization of Soil Microbial Carbon Source in the Source Region of the Yellow River

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李鑫洋, 杜俊颖, 杨莉, 段海峰, 刘东霞, 李军, 薛祝林, 刘贵河. 免耕补播对冀西北坝上地区草原植被群落特征的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2249-2254.
[2]	赵芳草, 陈鸿飞, 王一昊, 董宽虎, 王常慧, 陈晓鹏. 盐渍化草地根际土壤理化性质对降水改变和氮添加的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2430-2437.
[3]	刘彦培, 薛世明, 钟绍丽, 刘云松, 蔡明, 侯洁琼, 张博琰, 匡崇义, 徐驰, 高月娥, 吴梦霞, 张美艳. 滇西北高海拔地区小黑麦与饲用豌豆混播草地综合评价[J]. 草地学报, 2022, 30(9): 2497-2504.
[4]	朱凯迪, 孙洪仁, 张吉萍, 冮丽华, 吕玉才, 王国军, 魏登峰. 我国籽实和饲草谷子土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量[J]. 草地学报, 2022, 30(8): 2207-2216.
[5]	高昌宇, 齐志远, 郑慧, 陈玺洋, 秦加敏, 郝杰, 张乃莉, 王常慧, 董宽虎. 土壤有效养分和微生物特征对短期不同放牧强度的响应[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1641-1650.
[6]	苏洪烨, 张中华, 佘延娣, 马丽, 毛旭锋, 贾顺斌, 马真, 周华坤, 黄小涛. 不同管理措施对青海湖流域高寒草地土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1071-1076.
[7]	刘小龙, 胡健, 周青平, 曹全恒, 孙梅玲, 陈雪玲, 杨丽雪. 若尔盖高原典型草地灌丛化对植被特征和土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 901-908.
[8]	张楚, 王淼, 张宇, 王旭, 陈金强, 李瑞强, 代景忠, 白玉婷, 辛晓平, 卫智军, 程利, 赵曼, 闫瑞瑞. 切根与施有机肥对羊草草甸草原打草场地上生物量与土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 220-228.
[9]	姚喜喜, 才华, 李长慧. 封育和放牧对高寒草甸植被群落特征和土壤特性的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 128-136.
[10]	王占青, 张杰雪, 杨雪莲, 黄霞, 陈斯亮, 乔有明. 高寒草甸不同斑块草地土壤微生物多样性特征研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1916-1926.
[11]	赵朋波, 邱开阳, 谢应忠, 赵香君, 陈林, 刘王锁, 李海泉, 孟文芬, 虎学琴, 何毅, 黄业芸, 李亚园. 毛乌素沙地南缘不同固沙灌木下土壤养分的空间异质性[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2040-2048.
[12]	于铁峰, 郝凤, 张永亮, 高凯. 沙地豆禾混播草地土壤酶与土壤养分对混播比例的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(6): 1217-1223.
[13]	李娜娜, 杨九艳, 贾喆亭, 闫瑞玲, 陈琪. 不同放牧方式对阿拉善左旗主要草场类型群落特征和土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(5): 991-1003.
[14]	陈白洁, 樊博, 汪新川, 张振华. 不同材质可降解无纺布覆盖种植对高寒人工草地土壤碳氮磷化学计量特征的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(12): 2752-2762.
[15]	向雪梅, 德科加, 林伟山, 冯廷旭, 魏希杰, 王伟, 徐成体, 钱诗祎. 氮素添加对高寒草甸植物群落多样性和土壤生态化学计量特征的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(12): 2769-2777.