生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2019.04.006

草地学报 ›› 2019, Vol. 27 ›› Issue (4): 832-840.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2019.04.006

生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响

秦福雯¹, 康濒月¹, 姜风岩¹, 徐恒康¹, 周华坤², 位晓婷¹, 刘晓丽¹, 邵新庆¹

1. 中国农业大学动物科技学院, 北京 100193;
2. 中国科学院西北高原生物研究所, 青海省寒区恢复生态学重点实验室, 青海西宁 810008

收稿日期:2019-04-02 修回日期:2019-07-01 出版日期:2019-08-15 发布日期:2019-09-26
通讯作者: 邵新庆
作者简介:秦福雯(1994-),男,安徽六安人,硕士研究生,研究方向为草地恢复生态学,E-mail:s20183040579@cau.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划（2016YFC0501902）；青海省创新平台建设专项（2017-ZJ-Y20）资助

Effects of Biological Crusts Succession on Soil Microbial Communities in Alpine Steppe

QIN Fu-wen¹, KANG Bin-yue¹, JIANG Feng-yan¹, XU Heng-kang¹, ZHOU Hua-kun², WEI Xiao-ting¹, LIU Xiao-li¹, SHAO Xin-qing¹

1. Grassland Science Department, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Science, Key Laboratory of Restoration Ecology of Cold Area in Qinghai Province, Xining, Qinghai Province 810008, China

Received:2019-04-02 Revised:2019-07-01 Online:2019-08-15 Published:2019-09-26

摘要/Abstract

摘要： 生物土壤结皮（生物结皮）是高寒草原重要的地表覆盖物，具有调控土壤养分循环和微生物群落结构的作用。本研究采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid，PLFA）法分析典型高寒草原生物结皮的产生和发育演替对表层土壤（0~10 cm）微生物群落结构的影响。结果表明：在所有供试土壤样品中共有22种PLFA，可表征7种微生物类群，其中常见细菌和真菌是主导微生物。各类群微生物生物量与生物结皮的产生和演替不具有显著的相关性（P>0.05）。冗余（Redundancy analysis，RDA）分析结果显示土壤因子与微生物生物量极显著相关（P<0.01），土壤真菌生物量与全氮含量显著正相关（P<0.05），放线菌生物量与全磷含量显著正相关（P<0.05）。可见，在高寒草原生态系统中，生物结皮、土壤养分和微生物群落之间存在着较为复杂的相关性。

关键词: 高寒草原, 生物结皮, 磷脂脂肪酸, 土壤微生物

Abstract: Biological soil crusts (biological crusts) is an important surface covering in alpine steppe,which plays a role in regulating soil nutrient circulation and microbial community structure. In this study,the effects of the generation and development succession of biological crusts on the surface soil (0~10 cm) microbial community structure were analyzed using phospholipid fatty acid (PLFA). The results showed that there were a total of 22 PLFA species in all tested soils,which characterized 7 microbial groups,among which common bacteria and fungi were the dominant microorganisms. No significant correlation between microbial biomass and biological crusts production and succession (P>0.05). RDA analysis showed that soil factors were significantly correlated with microbial biomass (P<0.01),soil fungal biomass was positively correlated with total nitrogen content(P<0.05),and actinomycete biomass was positively correlated with total phosphorus content(P<0.05). It indicated that there was complex correlation between biological crusts,soil and microbial community in alpine steppe ecosystem.

Key words: Alpine steppe, Biological crusts, PLFA, Soil microorganism

中图分类号:

S812

秦福雯, 康濒月, 姜风岩, 徐恒康, 周华坤, 位晓婷, 刘晓丽, 邵新庆. 生物结皮演替对高寒草原土壤微生物群落的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(4): 832-840.

QIN Fu-wen, KANG Bin-yue, JIANG Feng-yan, XU Heng-kang, ZHOU Hua-kun, WEI Xiao-ting, LIU Xiao-li, SHAO Xin-qing. Effects of Biological Crusts Succession on Soil Microbial Communities in Alpine Steppe[J]. Acta Agrestia Sinica, 2019, 27(4): 832-840.

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参考文献

[1] D. J. Eldridge,Rsb Greene. Microbiotic Soil Crusts-a Review of their Roles in Soil and Ecological Processes in the Rangelands of Australia[J]. Soil Research,1994,32(3):389-415
[2] J. Belnap,D. A. Gillette. Vulnerability of Desert Biological Soil Crusts to Wind Erosion:The Influences of Crust Development,Soil Texture,and Disturbance[J]. Journal of Arid Environments,1998,39(2):133-142
[3] Evans R D,Johansen J R. Microbiotic crusts and ecosystem processes[J]. Critical Reviews in Plant Sciences,1999,18(2):183-225
[4] Elbert W,Weber B,Büdel B,et al.Microbiotic crusts on soil,rock and plants:neglected major players in the global cycles of carbon and nitrogen?[J]. Biogeosciences Discussions,2009,6(4):6983-7015
[5] Lan S B,Wu L,Zhang D L,et al. Successional stages of biological soil crusts and their microstructure variability in Shapotou region (China)[J]. Environmental Earth Sciences.2012,65(1):77-88
[6] Su Y G,Li X R,Zheng J G,et al. The effect of biological soil crusts of different successional stages and conditions on the germination of seeds of three desert plants[J]. Journal of Arid Environments,2009,73(10):931-936
[7] Wu L,Lan S B,Zhang D L,et al. Small-scale vertical distribution of the Algae in Lichen soil crusts[J]. Microbial Ecology,2011,62(3):715-724
[8] Zaady E,Kuhn U,Wilske B,et al. Patterns of CO₂ exchange in biological soil crusts of successional age[J]. Soil Biology and Biochemistry,2000,32(7):959-966
[9] Hu C X,Liu Y D,Song LR,et al. Effect of desert soil algae on the stabilization of fine sands[J]. Journal of Applied Phycology,2002,14(4):281-292
[10] 吴楠,潘伯荣,张元明. 土壤微生物在生物结皮形成中的作用及生态学意义[J]. 干旱区研究,2004,21(4):444-450
[11] 张如强,王迎春. 库布齐沙漠生物结皮层土壤微生物动态与油蒿发育的相关性研究[C]//中国植物学会细胞生物学专业委员会. 中国植物学会植物细胞生物学学术年会论文摘要集.四川:四川大学出版,2009:1
[12] 刘艳梅,杨航宇,李新荣. 生物土壤结皮对荒漠区土壤微生物生物量的影响[J]. 土壤学报,2014(2):394-401
[13] Yu J,Kidron G J,Penmouratov S,et al. Do development stages of biological soil crusts determine activity and functional diversity in a sand-dune ecosystem?[J]. Soil Biology and Biochemistry,2012,51(51):66-72
[14] 吴丽,张高科,陈晓国,等. 生物结皮的发育演替与微生物生物量变化[J]. 环境科学,2014,35(4):1479-1485
[15] 李靖宇,张琇. 腾格里沙漠不同生物土壤结皮微生物多样性分析[J]. 生态科学,2017,36(3):36-42
[16] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京:中国农业出版社,2000:62-65
[17] Bossio D A,Scow K M. Impacts of Carbon and Flooding on Soil Microbial Communities:Phospholipid Fatty Acid Profiles and Substrate Utilization Patterns[J]. Microbial Ecology,1998,35(3):265-278
[18] Belnap,J. Factors influencing nitrogen fixation and nitrogen release in biological soil crusts[J]. Ecological Studies,2001,150:241-261
[19] 张元明,杨维康,王雪芹,等. 生物结皮影响下的土壤有机质分异特征[J]. 生态学报,2005,25(12):3420-3425
[20] 赵允格,许明祥,王全九,等. 黄土丘陵区退耕地生物结皮理化性状初报[J]. 应用生态学报,2006,17(8):1429-1434
[21] 王蕊,朱清科,卜楠,等. 黄土丘陵沟壑区生物土壤结皮理化性质[J]. 干旱区研究,2010,27(3):401-408
[22] 张继贤,邸醒民. 沙坡头地区防护体系建立过程中生态环境变化的特点[J]. 干旱区资源与环境,1994(3):68-79
[23] 崔燕,吕贻忠,李保国. 鄂尔多斯沙地土壤生物结皮的理化性质[J]. 土壤,2004,36(2):197-202
[24] 胡忠旭,赵允格,王一贺. 黄土丘陵区不同类型生物结皮下土壤微生物的分布特征[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),2017,45(06):105-114
[25] Bai Z,Hong Bo H E,Zhang W,et al. PLFAs technique and it's application in the study of soil microbiology[J]. Acta Ecologica Sinica,2006,42(4):272
[26] Yan Q H,Kai X,Xun Z H. Phospholipid fatty acid analysis and its applications in microbial ecology[J]. Acta Ecologica Sinica,2003,23:1576-1582
[27] 湛方栋,陆引罡,关国经,等. 烤烟根际微生物群落结构及其动态变化的研究[J]. 土壤学报,2007,42(9):51-51
[28] 张秋芳,刘波,林营志,等. 土壤微生物群落磷脂脂肪酸PLFA生物标记多样性[J]. 生态学报,2009,29(8):4127-4137
[29] 陈法霖,郑华,阳柏苏,等. 中亚热带几种针、阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物群落碳代谢多样性的影响[J]. 生态学报,2010,31(11):3027-3035
[30] 马玲,马琨,汤梦洁,等. 间作与接种AMF对连作土壤微生物群落结构与功能的影响[J]. 生态环境学报,2013(8):1341-1347

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[2]	王晓芬, 吴玉鑫, 肖海龙, 张格非, 陈建纲, 张德罡. 三江源退化高寒草原植物种间亲和性和土壤团聚体特征[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 2001-2009.
[3]	杨阳, 章妮, 蒋莉莉, 陈克龙. 青海湖高寒草地土壤理化性质及微生物群落特征对模拟降水的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(5): 1043-1052.
[4]	卞莹莹, 张志敏, 付镇, 刘文娟. 荒漠草原区不同植被恢复模式土壤微生物菌落分布特征及其与土壤理化性质的相关性[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 655-663.
[5]	王超, 王晓丽, 施建军, 吴建丽, 邢云飞, 才仁求吉, 义西措毛. 返青期休牧对玛多高寒草原植物群落特征的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 763-771.
[6]	李雯, 马昕昕, 马宁, 赵允格, 乔羽, 王鹏, 孙会. 放牧强度对黄土丘陵区生物结皮土壤化学计量学特征的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(11): 2547-2555.
[7]	姚玉娇, 梁婷, 马源, 周会程, 肖海龙, 孙斌, 张德罡, 陈建纲. 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.
[8]	王健宇, 孟泽昕, 王瑞, 田晨, 王新宇, 陈康丽, 王泽宇, 呼天明, 陈文青. 局地尺度高寒草原土壤真菌多样性对地上植物多样性与生产力关系的调控作用[J]. 草地学报, 2020, 28(6): 1498-1507.
[9]	周会程, 周恒, 肖海龙, 马源, 李林芝, 张德罡, 陈建纲. 三江源区不同退化梯度高寒草原土壤重金属含量及其与养分和酶活性的变化特征[J]. 草地学报, 2020, 28(3): 784-792.
[10]	丁成翔, 杨晓霞, 董全民. 青藏高原高寒草原放牧方式对植被、土壤及微生物群落的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(1): 159-169.
[11]	王玲, 施建军, 董全民, 尹亚丽, 王晓丽, 俞旸, 张春平. 氮、磷添加对高寒草原群落多样性和生物量的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(6): 1633-1642.
[12]	罗艺岚, 赵东豪, 孙鹏越, 高金柱, 呼天明, 付娟娟. 遮阴胁迫对麦冬和多年生黑麦草根际土壤细菌群落结构和多样性的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(5): 1204-1212.
[13]	马源, 李林芝, 张德罡, 杨洁, 姚玉娇, 陈建纲. 退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征[J]. 草地学报, 2019, 27(4): 797-804.
[14]	姜哲浩, 周泽, 陈建忠, 张德罡, 陈建纲, 柳小妮. 三江源区不同海拔高寒草原土壤养分及化学计量特征[J]. 草地学报, 2019, 27(4): 1029-1036.
[15]	秦福雯, 徐恒康, 刘晓丽, 康濒月, 位晓婷, 邵新庆. 生物结皮对高寒草地植物群落和土壤化学性质的影响[J]. 草地学报, 2019, 27(2): 285-290.