幾種生境土壤（鐵錳結核）中微生物多樣性的研究.pdf

1、土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質轉化、能量傳遞和元素地球化學循環(huán)重要參與者，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能起著至關重要的作用。由于土壤微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位，其在土壤中的多樣性分布與功能研究受到了廣泛的重視。但是由于土壤中微生物數量巨大，種類繁多，分布極廣，加之不同類型土壤在物質組成、理化性質及土壤微環(huán)境上的差異性，使得微生物在土壤中的多樣性分布及功能具有很大的不可預測性，人們對土壤中微生物多樣性和功能的了解還十分有限。
　　本研

2、究從水平和垂直尺度兩個方面研究了不同緯度及海拔條件下土壤中細菌和古菌的群落多樣性、分布情況及其影響因素。在水平尺度上，供試亞熱帶和溫帶地區(qū)四種典型土壤及鐵錳結核中細菌的豐度、多樣性及群落組成存在顯著差異，土壤中細菌豐度(1.15×108～6.67×1011)和多樣性(以shannon指數為例，為4.11～4.48)遠高于鐵錳結核（2.08×105～4.90×105和2.36～3.80），與土壤有機質含量呈正相關，與鐵錳氧化物含量呈負相關

3、。土壤中的細菌以酸桿菌為主，相對含量介于28.6％和51.6％之間，變形菌次之，相對含量介于17.7％和29.0％之間;鐵錳結核中細菌以變形菌為主，相對含量達到了62.8％～90.5％，而酸桿菌在鐵錳結核中的相對含量只有2％～10％。與土壤環(huán)境相比，鐵錳結核的寡營養(yǎng)和高金屬氧化物含量的極端環(huán)境是導致這種差異的主要因素，說明了變形菌對極端環(huán)境的適應能力更強以及棲息地環(huán)境的選擇作用對微生物群落結構的重要影響。在鐵錳結核中還檢測出很多與已知的

4、具有氧化還原鐵和錳能力的變形菌克隆子，它們在鐵錳結核的形成過程中可能發(fā)揮著一定的作用。土壤中古菌的豐度(1.87×105～1.08×106)顯著高于鐵錳結核(3.59×102～4.17×103)，且不同類型土壤之間及鐵錳結核之間，古菌豐度差異并不明顯，古菌豐度與有機質含量呈正相關，與氧化鐵含量呈負相關;同一樣地的土壤和鐵錳結核中古菌群落組成相似。這一分布特點不同于細菌在土壤和鐵錳結核中的分布情況，說明古菌比細菌更適應像鐵錳結核這種金屬含

5、量很高并且營養(yǎng)物質又很匱乏的極端環(huán)境。供試土壤中主要的古菌種群為奇古菌，相對含量介于73.9％和94.2％之間，棕壤、黃褐土和紅壤鐵錳結核中主要的古菌種群也為奇古菌，相對含量達到了80.9％～95.1％，與其對應土壤相似，黃棕壤鐵錳結核中古菌群落組成與其它三種鐵錳結核差異顯著，主要古菌類群為廣古菌，相對含量為92.9％，這種差異可能與供試黃棕壤鐵錳結核在其形成過程中所處的水分環(huán)境與其它鐵錳結核不同有關。
　　本文在垂直尺度上，研究

6、了神農架地區(qū)海拔560米到3093米8個海拔梯度山地土壤中細菌和古菌的多樣性及群落結構分布特點，結果表明:細菌豐度隨海拔上升呈現(xiàn)先增后降的趨勢，古菌的豐度變化沒有明顯趨勢，土壤微生物多樣性沿海拔梯度的分布沒有明顯趨勢，并受土壤pH影響顯著。神農架山地土壤微生物群落結構呈顯著地帶性差異，并受土壤pH顯著影響，主要細菌種群為變形菌和酸桿菌，相對含量達到57.6％～78.2％，其中酸桿菌相對含量為25.5％～53.3％，變形菌的相對含量為25

7、.0％～36.2％，主要古菌種群為奇古菌，相對含量達到59.8％～79.4％，廣古菌其次，相對含量也達到了16.8％～37.2％，不同類群微生物沿海拔梯度的分布格局不同，但都受到土壤pH的顯著影響，酸桿菌和海洋底棲生物類群MBGA(Marine Benthic Group A)的分布隨海拔升高呈先減后增的格局，β-和γ-變形菌的分布呈先增后減的單峰格局，其它種群在中高海拔地區(qū)隨海拔升高呈現(xiàn)單調遞減格局。有機質、鐵鋁氧化物、含水率、銨態(tài)氮