冬小麦免耕覆盖与生物有机肥施用对土壤细菌群落的影响

为揭示保护性耕作措施对土壤细菌群落结构及多样性的影响规律,选取免耕覆盖＋施生物有机肥（NF）、免耕覆盖＋不施生物有机肥（NC）、传统耕作不覆盖＋施生物有机肥（TF）和传统耕作不覆盖＋不施生物有机肥（TC）4个处理,以农田土壤生态系统为研究对象,利用16S rDNA基因Illumina MiSeq高通量测序技术,研究了冬小麦免耕覆盖与生物有机肥施用对土壤细菌群落结构及多样性的影响。结果表明：1）与TC处理相比,NF处理显著降低了土壤pH （P=0.03^*）,增加了土壤全氮（P=0.002^**）、总碳含量（P=0.0001^**,P=0.007^**）,影响了土壤碳/氮比分配（P=0.003^**）。2）从16个土壤样本中共获得细菌27门、86纲、125目、213科和315属,其中放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门,其相对丰度约占总丰度的82.40%。3）与传统耕作施生物有机肥处理相比,免耕覆盖施生物有机肥增加了土壤细菌的多样性指数（Simpson指数和Shannon指数）,降低了ACE丰富度指数。4）NMDS及多元分析结果表明：土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数均与土壤pH、速效磷和土壤碳/氮比成正相关,与土壤微生物生物量碳（SMBC）和土壤总碳成负相关;其中,土壤pH和SMBC分别是影响酸杆菌门和放线菌门的主要驱动因子。施生物有机肥和耕作措施两种因素均对土壤细菌群落结构组成产生了影响,但以施用生物有机肥对土壤细菌群落多样性的影响较明显;此外,施用生物有机肥在传统耕作和免耕覆盖两种情况下均增加了冬小麦产量,但以传统耕作施生物有机肥处理最明显。因此,传统耕作配施生物有机肥是宁夏南部山区改善土壤理化性质、增加土壤细菌群落丰富度和多样性的重要途径。     

主养“海蜇-缢蛏”生态养殖池塘细菌群落结构特征及其环境驱动因子

为了解海水生态养殖池塘细菌群落结构及其多样性变化,探讨环境因子对其影响,于2021年4月至8月应用16S rDNA高通量测序技术,分析比较了辽宁省东港市北井子镇主养“海蜇-缢蛏”生态养殖池塘水体和沉积物中细菌群落结构及其多样性差异,使用Spearman相关研究环境因子与门水平菌群间相互关系。结果显示,沉积物中细菌多样性指数明显大于水体中细菌多样性;水体与沉积物中细菌群落结构相似度低,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门(Bacteroidota)和未分类的（unidentified bacteria）菌门为二者共有优势菌门,水体中变形菌门主要以α-变形菌(α-Proteobacteria)为主,而沉积物中主要以γ-变形菌(γ-Proteobacteria)为主。Spearman相关性分析表明,OTUs丰富度前10的菌群门类中,变形菌门、蓝细菌门(Cyanobacteria)和放线杆菌门(Actinobacteriota)与总氮（TN）呈显著正相关（P<0.05）,与总磷（TP）呈显著负相关（P<0.05）;弯曲杆菌门(Campylobacterota)和未分类的菌门与TN呈显著负相关（P<0.05）,与TP呈显著正相关（P<0.05）;脱硫杆菌门(Desulfobacterota)与TN呈显著负相关（P<0.05）,厚壁菌门(Firmicutes)与TP呈显著正相关（P<0.05）,其他门类与环境因子相关性不明显。可见,TN和TP是影响“海蜇-缢蛏”养殖池塘细菌群落结构特征的主要环境驱动因子。研究结果可为海水生态养殖模式微生态环境调控提供参考。     

种植模式和坡位对茶园土壤细菌群落结构及功能类群的影响

茶树（Camellia sinensis L.）种植是亚热带丘陵山区主要的土地利用类型,茶园种植模式是影响土壤细菌群落结构的主要人为因素。为揭示种植模式和坡位对土壤细菌群落结构和功能的影响,选取两种不同种植模式（常规和有机种植模式）和3个坡位（上、中、下坡位）表层土壤（0-20cm）为对象,采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序和PICRUSt2功能预测相结合的研究方法,研究不同种植模式和坡位下土壤细菌群落结构和功能特征,阐明土壤理化性质对土壤细菌群落结构的影响,预测土壤细菌功能特征。研究结果表明：（1）与常规种植模式相比,有机种植模式茶园土壤细菌Alpha多样性有所降低,其中中坡位常规茶园土壤细菌Sobs和Simpson指数显著高于有机茶园（P<0.05）;从坡面尺度看,两种种植模式下土壤细菌Alpha多样性指标均以中坡位最高,其中常规茶园中坡位土壤细菌Ace和Simpson指数均显著高于下坡位（P<0.05）。（2）各样地茶园土壤细菌共获得29个门82个纲190个目316个科517个属929个种,主要细菌优势门为绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacterita）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）。土壤细菌群落优势属以AD3、热酸菌属（Acidothermus）、norank_f__norank_o__Elsterales和norank_f__Xanthobacteraceae为主。（3）主坐标分析（PCoA）显示,不同种植模式的茶园土壤细菌群落结构存在明显差异,常规种植模式下不同坡位之间的土壤细菌群落结构有显著差异（P<0.05）,有机种植下不同坡位之间的土壤细菌群落结构无显著差异。置换多元方差分析（PERMANOVA）结果表明不同种植模式的土壤细菌群落结构差异显著（P<0.05）,而不同坡位土壤细菌群落结构无显著差异（P>0.05）,说明种植模式对茶园土壤细菌群落结构的影响更大。组间群落差异分析（LEfSe）表明,57个差异物种对种植模式非常敏感,不同种植模式富集了不同的细菌类群。（4） PICRUSt2功能预测共获得6个一级功能层和46个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和环境信息方面功能活跃。有机种植模式提高了土壤细菌碳水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、信号转导、脂质代谢及外源生物降解与代谢功能。（5）相关分析和冗余分析结果表明,土壤碱解氮、速效磷、全磷、全钾和pH是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要影响因子。总体而言,有机种植模式改变了茶园土壤细菌群落结构和代谢功能,增加土壤有益细菌的数量,有利于保持茶园土壤可持续的生态环境。     

冰川生态系统固碳微生物研究进展

[目的] 海南海口含有丰富的温泉资源,对温泉微生物多样性进行研究,有助于进一步开发和利用海南温泉微生物资源。[方法] 本文采用Illumina HiSeq高通量测序技术对海口3个温泉[海甸岛荣域温泉（S1）、火山口开心农场温泉（S2）和西海岸海长流温泉（S3）] 水样中微生物ITS序列和16S rRNA基因V3-V4区进行测序及生物信息学分析,探究海口市3个不同区域的温泉真菌多样性与细菌多样性。[结果] （1）α多样性分析表明,真菌群落中,S3 > S1 > S2,而在细菌群落中,S2 > S1 > S3。β多样性分析表明,3个温泉真菌群落和细菌群落组成差异皆显著。（2）分类分析表明,温泉真菌群落优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,细菌群落优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、Thermi、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、绿菌门（Chlorobi）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteria）。（3）CCA（Canonical correspondence analysis）分析表明,3个温泉的真菌群落主要影响因子是温度,细菌群落主要影响因子是总磷。[结论] 海南省海口市温泉中含有丰富的微生物资源,其微生物群落组成受多种环境因子影响,且影响真菌和细菌的主要环境因子不同。     

呼伦贝尔沙地樟子松人工林土壤细菌群落结构与功能预测

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松人工林土壤细菌群落结构和功能特征,以3种林龄（25 a、34 a和43 a）沙地樟子松人工林为研究对象,沙质草地为对照,采用野外调查、Illumina Miseq高通量测序和PICRUSt功能预测相结合的研究方法,鉴定分析土壤细菌群落结构,阐明土壤理化因子对土壤细菌群落结构的影响,预测土壤细菌功能特征。研究结果显示：（1）呼伦贝尔沙地樟子松人工林共获得土壤细菌35门92纲109目210科267属,主要细菌优势门为变形菌门（Proteobacteria）（24.29%±3.39%）、放线菌门（Actinobacteria）（23.72%±4.10%）和酸杆菌门（Acidobacteria）（23.40%±2.55%）。人工林与沙质草地的变形菌门和酸杆菌门相对丰度存在显著差异（P<0.05）,人工林间土壤细菌多样性指数不存在显著差异（P>0.05）。（2）研究区土壤细菌群落的主要影响因子是速效钾、全磷和全氮。（3）PICRUSt功能预测共获得5个一级功能层和31个二级功能层,主要涉及环境信息处理、代谢和遗传信息处理等功能。43 a人工林土壤细菌代谢功能活跃,有利于植物对养分的吸收和利用。在呼伦贝尔沙地种植樟子松人工林有助于改善土壤细菌群落结构,促进土壤细菌代谢功能,且表层土壤细菌群落对土壤环境变化更为敏感。     

小麦/玉米轮作田根际微生物多样性分析

[背景] 小麦/玉米轮作是中国粮食作物主要种植模式之一,目前对小麦/玉米轮作田根际土壤微生物差异变化缺乏全面的了解。[目的] 明确小麦/玉米根际土壤微生物差异变化并了解其潜在功能。[方法] 以小麦/玉米根际土壤为材料,运用细菌16S rRNA基因和真菌rDNA ITS基因测序,分析小麦/玉米根际土壤微生物多样性。[结果] 玉米季微生物丰富度高于小麦季,而多样性无明显差异。放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为小麦季和玉米季根际土壤的优势细菌门,优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）。小麦季和玉米季共有细菌和真菌分别是631个和261个,小麦季特有细菌和真菌分别是38个和58个,玉米季特有细菌和真菌分别是25个和39个。LEfSe分析（LDA阈值为2）细菌和真菌表明,放线菌纲（Actinobacteria）和微囊菌目（Microascales）在小麦季富集,鞘脂单胞菌目（Sphingomonadales）和银耳纲（Tremellomycetes）在玉米季富集。小麦季、玉米季微生物代谢功能不同,与小麦季相比,玉米季养分循环的代谢通路丰富度较高,而参与氧化应激的代谢通路丰富度较低。[结论] 该研究结果对指导小麦/玉米轮作田管理具有理论和实践意义。     

西藏青稞根际细菌群落结构及多样性

【目的】分析西藏不同种植区青稞根际土壤细菌群落结构及其影响因素，揭示特定环境下根际细菌生物标志物，为发掘研究优异根际促生菌及其作用提供参考。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序技术和数据统计分析，比较了西藏5个市青稞种植区根际土壤细菌群落组成和结构差异，分析了青稞根际细菌生物标志物及群落结构变化的驱动因素。【结果】通过测序45个根际土壤样品获得10 715个操作分类单元（operational taxonomic units，OTUs），共43门、1 244属、2 783种，其中放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、厚壁菌门（Firmicutes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、粘球菌门（Myxococcota）和髌骨细菌门（Patescibacteria）为优势菌门，相对丰度占比94.92%-96.56%。五个市的根际细菌群落结构存在明显的差异，组间差异大于组内差异（R=0.226 9，P=0.001），其中放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和髌骨细菌门丰度存在显著性差异（P<0.05）。五个市青稞根际土壤存在潜在生物标志物，拉萨和山南只有3个和6个特有细菌进化支，共现网络更为复杂、OTUs间联系更为紧密。变形菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门是青稞根际土壤中主要的关键细菌门，内生菌门、Methylomirabilota和蓝细菌分别是林芝市、日喀则市和山南市的特有关键类群。青稞根际细菌群落结构的变化主要与环境因子pH、全钾（total potassium，TK）、速效钾（available potassium，AK）、碳磷比（C：P）和海拔有关，其中TK是影响根际土壤细菌群落最重要的因子（r²=0.621 4，P=0.001）。【结论】西藏青稞根际细菌多样性丰富，5市间存在显著差异，且不同生长区青稞根际具有特有的生物标志物，为进一步研究特有根际细菌在青稞生长和环境适应中的作用，发掘优异根际促生菌提供参考。     

纳木措湖沿岸表层水细菌群落特征及影响因素

为了探究夏季纳木措湖沿岸表层水体细菌群落特征,为以后纳木措湖细菌的研究打下基础,围绕纳木措湖一周选取采样点19个。现场采集水样,进行理化因子测定,运用高通量测序技术获取上述样点的16S rDNA数据,根据多样性指数和丰富度指数计算比较各样点的细菌群落多样性和丰富度,根据各样点细菌群落在门和属水平的分布来研究纳木措各样点细菌分布差异,基于Spearman相关性系数来衡量理化因子与α-多样性指数的相关性,采用冗余分析（redundancy analysis, RDA）探究理化因子与细菌群落分布之间的关系。在纳木措水体中共获得细菌4 137个OTU（operational taxonomic units）,属于87门204纲498目645科1 185属。门水平优势菌群为变形菌门（Proteobacteria,39.61%）、拟杆菌门（Bacteroidetes,13.41%）和厚壁菌门（Firmicutes,12.61%）,其中,变形菌门以γ-变形菌为优势菌群,其次为β-变形菌和α-变形菌。属水平有71.67%的未知细菌菌属。纳木措Shannon多样性指数显示,纳木措细菌种类比较丰富。Spearman相关性系数显示,水体细菌α-多样性指数与环境因子之间没有相关性。RDA分析表明,影响纳木措水体细菌群落结构的主要理化因子为温度（P=0.002,F=5.7）。纳木措沿岸表层水体细菌群落分布差异较为明显,细菌群落比较丰富,有许多未知菌种需进一步鉴定,有广阔的研究前景。     

成土时间对黄河三角洲植物及微生物演替的影响

受时空因素的限制,研究土壤、微生物和植物的演替过程通常采用以空间换时间的时空替代法,关于成土时间的驱动力研究较少。选取黄河三角洲4块代表性冲积区域（形成年代分别为1904-1929年,1929-1934年,1964-1976年和1976年至今）,由沿海到农田（1-40 km）设计采样路线,通过多样性调查、土壤采样、MiSeq测序等方法对陆地生态系统的植物、细菌和真菌多样性以及微生物功能组成进行了监测。结果表明,随成土时间的增加,植物物种丰富度和生物量显著提高（P<0.05）,低盐度指示物种白茅的分布区域向海岸推进;细菌群落酸杆菌门（Acidobacteriota）等3个门类占比显著增加,拟杆菌门（Bacteroidota）等12个门类占比显著减少（P<0.05）,涉及基因信息处理、核苷酸代谢等基础生命活动和光合作用的功能通路在年代最晚的扇区富集,而涉及细胞老化调控、外源物质生物降解与代谢、芳香化合物降解等功能的通路在年代最早的扇区富集（LDA score>2,P<0.05）;真菌群落涉及病理营养的捕虫霉门（Zoopagomycota）等类群相对丰度的显著增加（P<0.05）。耐盐菌、自养菌、反硝化菌、反硫化菌等功能群在成土较晚区域的丰富度较高,有促进成土初期土壤碳氮积累、土壤养分循环和有效性的提升的功能潜力,进而影响植物演替。成土时间还驱动适应高营养环境的类群对先锋类群比值的增大,促进微生物生态位的分化。研究表明成土时间是对黄河三角洲植物和微生物群落组成变化的重要而显著的驱动力,为提高评估滨海生态系统植物和微生物演替规律的准确性提供了科学依据。     

机场草坪植被调控对土壤细菌群落结构与功能的影响

为了探究植被调控对土壤细菌群落结构和功能的影响,对天津滨海国际机场草地植被进行单一草坪植物建植和高强度刈割,在调控后第3年的春、夏、秋季节取调控区土壤样本,利用16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt软件,分析了不同植被调控方式下土壤细菌组成、多样性及季节性变化,预测细菌功能特征。结果表明,各样地共有的优势菌门（相对丰度>5%）有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）。与对照区相比,刈割调控区土壤放线菌门相对丰度显著增加;单一草坪建植调控区,夏季土壤芽单胞菌门相对丰度显著增加（P<0.05）。刈割调控、高羊茅及黑麦草调控区,土壤细菌门之间相关性较对照分别减弱21.4%、46.4%和67.9%,使细菌网络结构更为简单。夏季和秋季3个调控区土壤细菌群落的Shannon指数和Chao1指数显著高于对照区,而秋季Simpson指数显著低于对照区（P<0.05）。KEGG代谢途径差异分析可知,刈割调控、高羊茅和黑麦草调控区,土壤细菌分别有25、24和23个代谢通路的功能基因丰度显著低于对照区,主要体现在聚糖的生物合成与代谢、细胞运动、细胞生长与死亡、核苷酸代谢等通路上。可见,机场植被调控改变了土壤细菌群落的组成,简化了细菌网络结构,代谢功能也明显下降。     

西北荒漠绿洲过渡带土壤细菌结构和氮代谢对梭梭恢复的响应

探究植被恢复过程中土壤微生物群落结构和氮代谢变化,是认识陆地生态系统生物地球化学过程的重要环节。然而,关于干旱区荒漠人工植被种植后土壤微生物功能的研究鲜有报道。选择西北荒漠绿洲过渡带建植时间序列(3、6、11、19、28a和46a)梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,取冠层下表层土样(0-10 cm),流动沙地(Ms)作为对照,采用高通量测序技术,探究土壤细菌群落多样性、结构、氮代谢及功能基因对梭梭恢复的响应,考察土壤细菌群落结构变化的关键驱动因子。结果表明,放线菌门(Actinobacteriota)和变形菌门(Proteobacteria)是所有样地的优势细菌类群。Shannon指数随梭梭种植年限增加显著增加,表明梭梭建立显著提高了土壤细菌群落多样性。样本层级聚类分析显示不同年限梭梭林土壤细菌群落被分为3个小组,非度量多维尺度(NMDS)分析表明梭梭的建立显著改变了土壤细菌群落结构。Spearman相关性分析显示土壤含水量(SM)、有机碳(SOC)、速效磷(AP)和速效钾(AK)显著影响土壤细菌群落结构,且呈显著正相关。土壤细菌氮代谢主要以同化和异化硝酸盐还原为主,硝酸盐还原基因(NRG)丰度是氨氧化基因(AOG)的17.5-126.9倍,表明反硝化速度快于硝化速度。NRG/AOG随梭梭种植年限增加而下降,表明梭梭生长有助于土壤氮的积累。研究结果有助于对干旱荒漠生态系统恢复过程中植物-土壤相互作用方面的理解。     

Plant functional diversity enhances associations of soil fungal diversity with vegetation and soil in the restoration of semiarid sandy grassland

The trait‐based approach shows that plant functional diversity strongly affects ecosystem properties. However, few empirical studies show the relationship between soil fungal diversity and plant functional diversity in natural ecosystems. We investigated soil fungal diversity along a restoration gradient of sandy grassland (mobile dune, semifixed dune, fixed dune, and grassland) in Horqin Sand Land, northern China, using the denaturing gradient gel electrophoresis of 18S rRNA and gene sequencing. We also examined associations of soil fungal diversity with plant functional diversity reflected by the dominant species' traits in community (community‐weighted mean, CWM) and the dispersion of functional trait values (FD_is). We further used the structure equation model (SEM) to evaluate how plant richness, biomass, functional diversity, and soil properties affect soil fungal diversity in sandy grassland restoration. Soil fungal richness in mobile dune and semifixed dune was markedly lower than those of fixed dune and grassland (P < 0.05). Soil fungal richness was positively associated with plant richness, biomass, CWM plant height, and soil gradient aggregated from the principal component analysis, but SEM results showed that plant richness and CWM plant height determined by soil properties were the main factors exerting direct effects. Soil gradient increased fungal richness through indirect effect on vegetation rather than direct effect. The negative indirect effect of FDis on soil fungal richness was through its effect on plant biomass. Our final SEM model based on plant functional diversity explained nearly 70% variances of soil fungal richness. Strong association of soil fungal richness with the dominant species in the community supported the mass ratio hypothesis. Our results clearly highlight the role of plant functional diversity in enhancing associations of soil fungal diversity with community structure and soil properties in sandy grassland ecosystems.     

半干旱区沙地蒿类植被建成对土壤细菌的影响

半干旱区沙地土壤发育早期依赖固沙植被建成,油蒿和差巴嘎蒿作为我国北方半干旱区沙地半灌木植物群落的主要先锋种和建群种,研究其建成对土壤细菌群落变化的影响对沙质草原生态系统稳定性有重要意义。因此,围绕两个典型的半干旱区(科尔沁沙地和毛乌素沙地),通过高通量测序的方法探讨了蒿类群落生长前后两个阶段(流动沙丘和藓类结皮)的土壤细菌多样性和群落组成变化规律,结果表明:(1)植被建成前后,土壤总碳、总氮、全磷、电导率和含水率均有显著差异,而pH值在不同阶段变化不显著;(2)植被建成前后,土壤细菌多样性变化不显著,但是细菌群落组成在不同阶段具有较大差异。在门类水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌(Actinobacteria)均是两个阶段的优势菌,但随着蒿类植被建成和土壤养分的积累,厚壁菌门的相对丰度降低,变形菌门和放线菌门的相对丰度增加;(3)两个阶段,不同深度土壤理化性质和优势菌的相对丰度均存在变化;(4)两种典型沙地土壤理化特性和细菌群落在植被建成前后的变化规律存在共性。通过空间代替时间序列的方法,阐明了土壤细菌群落随着半干旱沙地同类型植被建成的变化模式,可为总结半干旱区植被恢复与成土过程的关系提供参考和思路。     

拉萨半干旱河谷植被对地表节肢动物多样性的影响

调查不同植被恢复措施下拉萨半干旱河谷地表节肢动物类群多样性以及群落结构,为揭示地表节肢动物多样性对植被恢复措施的响应具有重要意义。采用陷阱法对青藏高原半干旱河谷砂生槐灌丛、人工杨树林和藏沙蒿灌丛样地地表节肢动物群落组成、类群多样性以及功能群结构进行调查,计算各处理地表节肢动物类群相对多度、类群丰富度、多样性指数、Cody指数和S9rensen指数。共采集半干旱河谷地表节肢动物个体数738,隶属5纲15目51科。砂生槐灌丛样地收集节肢动物40科,占所有类群78.4%,杨树人工林和藏沙蒿灌丛样地调查到土壤节肢动物类群为30和23科,分别占总科数的58.8%和45.1%。各植被恢复类型在目的分类单元下,双翅目、膜翅目和弹尾目类群相对多度较高,而在科的分类单元下,驼跳科、蚁科和漏斗网蛛科为拉萨半干旱河谷优势地表节肢动物类群。砂生槐灌丛节肢动物类群丰富度和多样性指数最高,人工杨树林最低。砂生槐灌丛和藏沙蒿灌丛地表节肢动物营养功能群均以捕食性为主。不同植被群落间群落相似性也有差异,砂生槐与藏沙蒿灌丛间相似性较高,而人工杨树林与藏沙蒿之间较低。不同植物群落组成和结构影响土壤理化特性、地表凋落物数量、质量和微生境条件,进而影响地表节肢动物群落组成、数量和营养功能群。砂生槐灌丛样地具有较高节肢动物类群丰富度和捕食性动物类群,有利于拉萨半干旱河谷地区地表节肢动物多样性维护。     

黔西北地区不同演替阶段植物群落结构与物种多样性特征

该文采用"空间代替时间"的方法,研究了贵州省威宁县喀斯特地区植被演替过程中的群落结构、物种组成、生活型谱和物种多样性的变化规律。结果表明:(1)该调查共记录到种子植物174种,隶属于52科117属,物种分布较多的有菊科、蔷薇科、禾本科、杜鹃花科、小檗科、唇形科、蓼科。(2)随着植被的正向演替,物种丰富度逐渐增加,群落结构趋于复杂,高位芽植物所占比例逐渐增大。(3)随着植被的恢复,群落层次分化逐渐明显,大径级植株所占比例呈现增加趋势。(4)随着植被的恢复,群落各层次的ShannonWiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(DS)、均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(DM)逐渐增加;不同演替阶段植物群落之间的Srensen相似系数呈现先上升后下降的趋势,Cody指数则表现为逐渐增加的趋势。黔西北地区不同演替阶段植物群落结构和物种多样性不同,建群种和关键种发生了明显变化,不同演替阶段植物群落结构和物种多样性的研究对喀斯特地区植被演替规律的认识和生态恢复具有重要意义。     

松墨天牛成虫室内外种群肠道细菌的多样性及功能分析

【目的】为明确松墨天牛Monochamus alternatus成虫中、后肠细菌群落结构,探索肠道细菌的潜在功能。【方法】分别提取室外和室内饲养的松墨天牛成虫各15头(室内和室外各15个中肠、15个后肠)的肠道DNA,利用二代测序技术对松墨天牛成虫肠道细菌的16S rDNA V3–V4区序列进行测序,统计操作分类单元(OTUs)数量,分析物种组成、Alpha多样性和Beta多样性;采用PICRUSt软件预测肠道细菌的功能。【结果】共获得544180条高质量序列,在97%相似度下将其聚类为615个OTUs,总共注释到22个门、48个纲、112个目、172个科、285个属和408个种。室内种群的OTUs数量多于室外种群,室内外种群的OTUs种类存在差异性。同一种群的中、后肠之间差异不明显。变形菌门Proteobacteria为室内外松墨天牛肠道细菌的最优势门;肠杆菌属Enterobacter为室外种群肠道细菌和室内种群后肠细菌的最优势属,沙雷氏菌属Serratia为室内种群中肠的最优势属。Alpha多样性结果表明松墨天牛成虫室内种群肠道菌群的丰度显著高于室外种群;Beta多样性结果显示室外种群肠道菌群均一性和稳定性比室内种群好。室外和室内种群的中肠与后肠之间在菌群丰度和多样性上均无显著差异。功能预测结果表明,室内外松墨天牛成虫肠道菌群中代谢通路的丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,还有降解外源化学物质、萜类和聚酮类化合物及其他次生代谢物质的能力。不同种群、不同肠段之间的功能丰度均无显著差异。【结论】明确了取食不同食料的松墨天牛成虫中、后肠的细菌群落结构及差异,了解了肠道细菌的潜在作用,为进一步探究松墨天牛肠道共生菌的功能提供了理论基础。     

Effect of local and regional processes on plant species richness in tallgrass prairie

Historically, diversity in a community was often believed to result primarily from local processes, but recent evidence suggests that regional diversity may strongly influence local diversity as well. We used experimental and observational vegetation data from Konza Prairie, Kansas, USA, to determine if: (1) there is a relationship between local and regional richness in tallgrass prairie vegetation; (2) local dominance reduces local species richness; and (3) reducing local dominance increases local and regional species richness. We found a positive relationship between regional and local richness; however, this relationship varied with grazing, topography and fire frequency. The decline in variance explained in the grazed vegetation, in particular, suggested that local processes associated with grazing pressure on the dominant grasses strongly influenced local species richness. Experimental removal of one of the dominant grasses, Andropogon scoparius , from replicate plots resulted in a significant increase in local species richness compared to adjacent reference plots. Overall all sites, species richness was higher in grazed (192 spp.) compared to ungrazed (158 spp.) areas. Across the Konza Prairie landscape, however, there were no significant differences in the frequency distribution of species occurrences, or in the relationship between the number of sites occupied and average abundance in grazed compared to ungrazed areas. Thus, local processes strongly influenced local richness in this tallgrass prairie, but local processes did not produce different landscape-scale patterns in species distribution and abundance. Because richness was enhanced at all spatial scales by reducing the abundance of dominant species, we suggest that species richness in tallgrass prairie results from feedbacks between, and interactions among, processes operating at multiple scales in space and time.     

包头市半干旱型森林公园土壤细菌多样性与功能

土壤微生物是城市公园生态系统中物质循环的主要驱动者, 但目前对于半干旱型城市公园森林土壤细菌群落结构和功能研究较少。本研究以包头市为例, 选取奥林匹克公园(AL)、劳动公园(LD)和阿尔丁植物园(ZW) 3个典型的森林公园, 利用Illumina高通量测序的方法对细菌16S rRNA V4-V5片段进行测序, 分析城市森林公园土壤细菌的多样性、群落构成以及背后的生态学构建机制, 并使用Tax4Fun对细菌群落代谢功能进行分析。结果表明, 土壤细菌丰富度指数为LD (2,443.00 ± 9.37) > ZW (2,392.90 ± 8.23) > AL (2,305.57 ± 17.48); 细菌群落以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门为优势门。细菌群落组成在三个公园间存在显著差异, 同时线性判别分析效应大小(LEfSe)结果表明, 所有公园都具有多度显著差异的细菌可操作分类单元(OTUs); 中性群落模型(NCM)、标准化随机率(NST)和基于系统发育结合的零模型推断群落组装机制(iCAMP)分析显示, 城市森林土壤细菌群落的构建是由随机性过程和确定性过程共同驱动, 其中漂变和同质化选择占主导作用。Tax4Fun功能预测结果表明涉及膜运输、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和信号转导的代谢是该城市公园林下土壤微生物的主要代谢功能, 进一步分析表明微生物群落的代谢功能在不同公园之间存在很大差异。本研究初步探究了半干旱型城市公园细菌的多样性、群落构建机制及其功能, 为城市公园绿地建设以及生态改善等提供一定的科学依据和实践指导。     

沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响

作为干旱沙区常见干扰之一的沙埋显著影响着生物结皮的结构和功能,但其内在的生物学机理还不清楚。利用高通量测序技术,通过对0(对照)、0.5(浅层)、2和10mm(深层)沙埋处理后的腾格里沙漠东南缘沙坡头地区真藓(Bryum argenteum)结皮层细菌群落物种组成与丰度的测定,研究了沙埋对真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:(1)共检测到沙坡头地区真藓结皮层细菌38门106纲181属,以放线菌、变形菌、蓝藻、浮霉菌、拟杆菌和酸杆菌等为主(占细菌群落的78.4%—83.0%);(2)PCA分析表明沙埋导致该地区真藓结皮层细菌群落结构组成发生明显改变。无沙埋时,真藓结皮层细菌群落中相对丰度最高的是蓝藻(18.6%),随着沙埋厚度的增加,依次变为变形菌(21.5%,沙埋厚度0.5mm)、浮霉菌(21.5%,沙埋厚度2mm)和放线菌(23.3%,沙埋厚度10mm);浅层沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落中光合菌、固氮菌和产菌丝体细菌等关键功能菌的丰度,但深层沙埋降低了它们的丰度;(3)沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落多样性(P0.05)和物种丰富度(P0.05),0.5mm沙埋后的细菌群落丰富度指数最高,2mm沙埋后的结皮层细菌群落多样性指数最高。揭示了沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构与多样性的影响,为深入理解沙埋对沙区生物结皮结构和生态功能影响的生物学机制提供了一定的理论依据。