滨海盐渍化土壤中蓝细菌多样性及分布

【目的】蓝细菌在贫瘠土壤的固氮、固碳中发挥着重要作用,然而土壤盐渍化对蓝细菌多样性及群落结构的影响还不清楚。本研究以莱州湾南岸及黄河口海水入侵盐渍化土壤为例,研究蓝细菌的多样性、群落结构及丰度沿盐度梯度的分布情况。【方法】利用自动核糖体间隔基因分析(ARISA)技术与群落相似性分析(ANOSIM)探究蓝细菌群落的差异与空间分布格局;通过16S rRNA基因克隆文库、测序与系统进化分析解析了3个典型盐度梯度样品中蓝细菌的群落组成;实时定量PCR测定蓝细菌16S rRNA拷贝数(丰度);BEST多元分析探寻影响蓝细菌分布的主要环境因子。【结果】蓝细菌在莱州湾南岸盐土中分布广泛,其群落结构在低(0.63%?1.27%)、中(1.55%?2.00%)、高盐度(2.39%?5.11%)样品组之间差异显著(P=0.03),而在不同含水量样品组间则不显著(P=0.09)。总体来看,群落结构主要受土壤盐度与含水量这两个因子联合控制(P=0.02)。低盐样品中蓝细菌多样性和丰富度最低,并以Halomicronema和Acaryochloris为优势类群。Leptolyngbya在中、高盐土中占优势。Arthrospira与Geitlerinema仅在低盐土中检测到,而Oscillatoria则仅出现在高盐土中。随盐度升高蓝细菌丰度呈下降趋势,低盐土样中蓝细菌丰度(2.14×105 copies/g干土)显著高于中盐土(1.25×105 copies/g干土)(P<0.05);高盐度土为1.20×105 copies/g干土。【结论】盐渍化程度是调控莱州湾南岸滨海土壤中蓝细菌群落结构与丰度的最重要环境因子,可能对滨海土壤微生物碳氮循环产生重要影响。     

中国东北西部地区土壤盐渍化演变及其防治的若干对策

中国东北西部地区土壤盐渍化演变及其防治的若干对策王春裕王汝镛（中国科学院沈阳应用生态研究所，１１００１５）ＴｈｅＣｈａｒｎｇｅｏｆＳａｌｉｎｉｚｅｄＳｏｉｌａｎｄＳｏｍｅＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｂｙＥｃｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌｉｎｔｈｅＷｅｓｔ...     

土壤生态学研究趋势

以土壤生物为中心,研究土壤生物间以及土壤生物和土壤非生命环境间相互作用,揭示土壤生物群落的结构和功能,进而从生态学的角度认识土壤生态系统的动态性和整体性,优化其结构和功能,是土壤生态学基本的     

诌议土壤盐渍化的生态防治

诌议土壤盐渍化的生态防治王春裕（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）ＤｉｓｃｕｓｉｏｎｏｎＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌｏｆＳｏｉｌＳａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ．ＷａｎｇＣｈｕｎｙｕ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ,Ａｃａ...     

天津盐渍化农田土壤盐分变化特征

通过对天津农田土壤合盐量及盐分组成的分析,研究了该区盐渍化农田盐分的组成状况和累积特征.结果表明:与蓟县背景对照土壤相比,东丽、津南和汉沽三区盐渍化农田的盐分组成均呈现很大的差异性;非盐渍化农田盐分呈表层累积特征,含盐量随土壤剖面深度的增加而减小,而盐渍化农田表层呈强烈的洗盐、脱盐现象,底层则呈明显的积盐现象;非盐渍化和盐渍化农田盐分的阴离子组成均以HCO3-为主,而阳离子组成则由无盐渍化农田的以Ca2+为主逐渐过渡到盐渍化农田的以Na+为主;盐渍化农田剖面盐分的空间变异性较强,Na+、C1-与SO42-均为表层低深层高,且pH、残余碳酸钠(RSC)、钠吸附比(SAR)及碱化度(ESP)也均比非盐渍化农田高,并呈现出盐化和碱化同步发生的特征.     

土壤生态学的理论体系及其研究领域

1　前　言从土壤生态学 (ＳｏｉｌＥｃｏｌｏｇｙ)思想的萌芽[1] 到Ｐｒａｓｏｌｏｖ第一次提出“土壤生态学 ( ｐｅｄｅｃｏｌｏｇｙ)”[2 ]这一术语以来 ,土壤生态学经历了一个较长的奠定和发展时期。 2 0世纪 5 0年代至 70年代 ,国内外一些学者相继出版和发表了土壤生态学的专著和论文[3～ 8] ,标志着它已成为一门独立的学科。但这些工作停留在土壤生物生态学的水平上。 2 0世纪 80年代以来 ,由于经典土壤学和生态学等在解决生产实践和一系列生态环境问题中遇到的困难及生态系统方法论在土壤生态学中的应用 ,才倍受重视 ,突破了土壤生物…     

蓝细菌的固氮

蓝细菌又称蓝藻,有许多种,其中有些营自由生活,有些和其它生物营共生生活,其中有许多种类能够固氮,大都属于念球蓝细菌科(Nostoceae),胶须蓝细菌科(Rivulariaceae)和伪歧蓝细菌科(Scytonemataceae)及真枝蓝细菌科(Stigonemataceac)。本文介绍自由生活蓝细菌和营共生生活的蓝细菌固氮的一些问题。一、自生蓝细菌的固氮蓝细菌能生长于有光的无机培养基中,利用CO_2作为碳源,N_2作为氮源,并且能产氧。但这里显然有矛盾,因固氮作用的关健酶——固氮酶在有氧的情况下将失去活性,固氮将停止。那么这个矛盾是如何解决的,通过研究发现,已知的固氮的蓝细菌除少数种外,都是丝状体,丝状体中有一种特殊细胞——异形胞。实验证明固氮作用可以在异形胞中完成。这类专化性细胞与营养细胞有如下几点区别:1.有厚外衣,2.色素弱而不强,3.与营养细胞接合处有明显的折光性颗粒。另     

黄河口湿地柽柳灌丛土壤盐渍化特征

为探究黄河三角洲湿地柽柳灌丛下土壤的盐渍化特征,在黄河三角洲国家级自然保护区(37°35''-12''N,118°33''-119°20''E)黄河入海口附近,根据长势基本一致的原则分别在碱蓬群落、柽柳群落和芦苇群落各选3株柽柳,采集柽柳灌丛下土壤样品,分析土壤盐分和盐碱化参数的空间分布以及距基茎不同距离处研究对象(土壤总盐(TS)、电导率(EC)、pH、交换性钠百分率(ESP))和环境因子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-、SO^2-₄)之间的关系。结果表明：(1)研究区土壤为弱碱化盐土,离子含量由高到低依次为Cl^->Na⁺>SO^2-₄ >Ca²⁺>Mg²⁺>HCO^-₃>K⁺。除pH在土壤表层数值最低外,表层土壤TS、EC、ESP和盐分离子大于深层土壤,显示表聚性。(2)土壤盐分和盐碱化参数空间分布总体为：在柽柳基茎周围形成"盐谷"、"碱谷"效应, Na⁺、Mg²⁺、Cl^-表现为"盐谷",K⁺ 、SO^2-₄ 、Ca²⁺ 表现为"盐岛"。(3)在整个土壤剖面中,与TS、EC相关性最强的阴阳离子为Mg²⁺、Cl^-,从灌丛中心到灌丛间裸地Ca²⁺、SO^2-₄与TS、EC的相关性逐渐减弱,Mg²⁺、Cl^-与TS、EC的相关性逐渐增强。Ca²⁺和SO^2-₄与pH表现为较强的负相关性;与ESP相关性最强的阴离子为HCO^-₃,与之相关性最强的阳离子为Na⁺和K⁺,并且Na⁺和K⁺与ESP的相关性表现出从灌丛中心向外逐渐增强。(4)土壤盐渍化主要受控于Na⁺,从灌丛下到灌丛间裸地Cl^-对盐渍化程度的影响逐渐增加,SO^2-₄的影响逐渐降低。     

准噶尔盆地植被与土壤盐渍化关联性变化趋势分析

准噶尔盆地作为北疆地区主要的气候单元其环境变化会影响北疆地区整体的的生态环境变化。植被作为衡量区域生态环境的重要指标直接反映了准噶尔盆地的生态状况,近年来受到全球气候变化的影响准噶尔盆地地区气候格局发生改变,盆地相比于往年降水和气温明显升高,这种改变影响了盆地的植被变化同时也会在部分地区诱发土壤盐渍化灾害。土壤盐渍化是我国西北地区常见的导致植被退化的因素,其生成原因与地形和气候因素有关。为了探究准噶尔盆地植被变化与土壤盐渍化的关联性,基于2002-2019年生长季MOD09A1遥感影像数据,利用最大值合成法、Mann-Kendall趋势分析,Hurst趋势分析法、相关性分析等方法对准噶尔盆地植被和土壤盐渍化变化趋势以及两者的关联性进行了分析。结果表明,受区域降水和气温升高的影响,近20年来准噶尔盆地生长季植被整体呈增加趋势,各季节增加区域面积占比为63.50%-90.93%,平均为77.98%。土壤盐渍化呈减少趋势,各季减少区域面积占比为46.50%-86.78%,平均为70.68%。在地形低洼、排水不畅的区域土壤盐渍化程度加重,植被因盐分胁迫导致衰退,植被减少及巨大的蒸发降水比使得该地区土壤进一步变干,湿度降低。关联性分析结果表明各季植被与土壤盐渍化的变化中呈显著负相关的区域面积占比为37.36%-57.83%,平均为51.75%。Hurst趋势预测结果表明,当前植被和土壤盐渍化两者呈显著性变化的区域未来预测与当前变化方向相同,两者呈一般性变化的区域未来预测与当前相反。研究有助于在全球气候变化背景下了解准噶尔盆地近年来生态环境变化,结果为区域生态环境的可持续发展提供参考。     

土壤病毒生态学研究方法

病毒是地球上最丰富的生物实体,每克土壤中可包含数以亿计的病毒,它不仅影响土壤中其它微生物的群落组成、土壤元素的生物地球化学循环,还会影响土壤微生物的物种进化,甚至影响植物、动物和人体健康。目前人们对土壤中病毒的种类及丰度、分布特征以及功能引起的生态环境效应还知之甚少。在概述病毒生态学研究方法的基础上,对土壤病毒的提取、纯化、定量及分子生态学方法等基本流程进行了比较分析,以期建立一套快速简便、高效稳定的适用于土壤病毒研究的方法,并用于研究土壤病毒的多样性及分布特征,探讨病毒在环境中的生存和传播机制,为土壤病毒的防控及开发利用提供支撑。     

Survival of diazotrophic cyanobacteria in soil

The survival under drough conditions for one year of 12 heterocystous cyanobacterial strains inoculated in three different soil types (silt clay, calcareous clay and silt loam) gave the highest survival (50%) forScytonema 208L.Fischerella 288L andNostoc OP25 also showed significant survival. Moreover, the soils inoculated withFischerella 288L andScytonema 208L had a higher total N content than non-inoculated soils.     

中国盐碱土壤中AM菌的生态分布

对我国盐碱土壤中丛枝菌根（Ａｒｂｕｓｃｕｌａｒ Ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａ,ＡＭ） 菌的种属构成、生态分布状况进行了研究．结果表明,不同地区ＡＭ 菌种属构成不同,其种属组成、分布与土壤类型、碱化度和土壤有机质含量有关．盐渍化砂土、壤土和粘土中,Ｇｌｏｍｕｓ 属的真菌数量最多,Ａｃａｕｌｏｓｐｏｒａ 属次之,而Ｇｌｏｍｕｓ 属中的Ｇ．ｍｏｓｓｅａｅ 则是分布最为广泛的菌种．随土壤碱化度的增加,Ｇｌｏｍｕｓ ｍｏｓｓｅａｅ 出现频率随之相对增加．在一定范围内有机质含量越高,土壤中ＡＭ 菌种和属的种类就越多．ＡＭ 菌的种属组成因不同寄主植物而异,其中豆科植物根围中ＡＭ 菌分布的种属数量最多．     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响 Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Zn形态分布。结果表明,单淹水使土中各形态Zn一定程度上向生物有效性较低的Zn形态转化,有效态Zn降低。土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Zn变化。种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Zn亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Zn富集。根际Zn形态转化强度大于非根际,其有效态Zn量接近临界值并高于非根际。有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Zn的转化,低盐土壤根际更强烈。随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Zn向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Zn转化,低盐土壤较明显。     

松嫩平原盐碱化草地治理方法的比较研究

采用生物、化学和物理方法对盐碱化草地治理进行了比较研究．生物方法采用枯草处理;化学方法采用石膏处理;物理方法采用铺沙处理,种植羊草、野大麦和碱茅３种牧草．结果表明,３种方法均能降低土壤ｐＨ值、电导率和增加土壤含水率．在生物治理中,羊草和野大麦在枯草量达１５００ｇ·ｍ－２,碱茅在枯草量达１０００ｇ·ｍ－２时,便可良好生长．在化学治理中,石膏施用量达１．２５ｋｇ·ｍ－２,即可达到改良效果．在物理方法治理中,羊草和野大麦在沙层厚度为１３ｃｍ,碱茅在１１ｃｍ时即可正常生长发育．     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Ｚｎ形态分布．结果表明,单淹水使土中各形态Ｚｎ一定程度上向生物有效性较低的Ｚｎ形态转化,有效态Ｚｎ降低．土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Ｚｎ变化．种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Ｚｎ亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ富集．根际Ｚｎ形态转化强度大于非根际,其有效态Ｚｎ量接近临界值并高于非根际．有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Ｚｎ的转化,低盐土壤根际更强烈．随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Ｚｎ向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ转化,低盐土壤较明显．     

辽河三角洲盐碱地防护林体系建设技术研究

辽河三角洲盐碱地上造林、土壤改良及营林工程技术试验结果表明,在土壤含盐量０．３％以下的干渠上应栽植辽宁杨、中林４６号杨、群众杨;结合土壤改良措施,在土壤含盐量０．４％左右的海堤上栽植刺槐、河南白榆,在含盐量为０．５２～０．７３％油田道路两侧则栽植绒毛白蜡;在土壤含盐量为０．９％左右的拦海防潮堤上,栽植中国柽柳．     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析河西走廊地区盐碱土壤微生物多样性

【目的】以甘肃省河西走廊地区的9个盐碱土壤样品(原生盐碱土、次生盐碱土、农田土)为材料,研究该地区盐碱土壤中微生物群落的多样性。【方法】提取土壤微生物总DNA,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术进行分析。【结果】从分布在河西走廊3个流域的9个盐碱土样品中共获得325 089条微生物的16S r RNA基因序列。冗余分析和热图分析表明,原生盐碱土与次生盐碱土、原生盐碱土与农田土微生物群落构成差异较大,次生盐碱土与农田土微生物群落差异较小。土壤p H对微生物群落组成的影响最显著。多样性指数和稀释性曲线分析得出,在9个土壤样品中,S6号Shannon指数最大,S1号Shannon指数最小,S1号Simpson指数最大,S6号Simpson指数最小,说明原生盐碱土的微生物群落多样性最低,次生盐碱土的微生物群落多样性最高。盐碱土壤中主要的微生物群落包括9个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门和疣微菌门。原生盐碱土和农田土中占优势的微生物群落是变形菌门,次生盐碱土中占优势的微生物群落是放线菌门。【结论】河西走廊地区盐碱土壤中微生物多样性非常丰富,存在大量的微生物类群,尤其是在次生盐碱土壤中。     

高通量测序解析多环芳烃污染盐碱土壤翅碱蓬根际微生物群落多样性

【目的】以多环芳烃(PAHs)污染盐碱土壤为对象,分析比较翅碱蓬根际与非根际土壤细菌群落多样性,为植物-微生物联合修复PAHs污染盐碱土壤提供依据。【方法】在胜利油田油井附近采集翅碱蓬根际土壤和无翅碱蓬生长区域的裸地表层土壤,基于高通量测序技术分析样品中微生物群落结构,并进一步运用Real-time PCR解析土壤中PAHs双加氧酶基因丰度。【结果】翅碱蓬根际土壤盐含量为22.51 g/kg,明显低于裸地土壤的40.03 g/kg,土壤pH值差别不大,分别为8.20和8.22;根际土壤有机质和总氮含量分别为24.41 g/kg和1.59 g/kg,C/N值为15,裸地土壤有机质和总氮含量分别为18.80 g/kg和0.71 g/kg,C/N值为26;高通量测序得到根际和裸地土壤样品优质序列分别为53 854条和30 312条,在97%相似水平下,根际土壤样品所得OTU数、Chao 1指数和ACE指数分别为5 934、11 461和15 555,分别高于裸地土壤对应指数的值(4 262、8 262、11 186),序列分析结果显示,根际土壤包含细菌32门758属,多于裸地土样28门676属,翅碱蓬根际土壤群落结构多样性均高于裸地土壤;PAHs污染盐碱土壤中存在丰富的微生物资源,有Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等多种嗜盐碱或耐盐碱微生物,并在根际土壤中检测到了PAHs双加氧酶基因(PAH-RHDα)。【结论】Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等嗜盐碱或耐盐碱微生物是胜利油田PAHs污染盐碱土壤中的优势菌属;翅碱蓬能有效降低根际土壤盐含量并改善C/N值,增加微生物群落结构多样性,提高PAHs关键功能基因的丰度,有助于促进嗜盐碱PAHs降解微生物在PAHs污染盐碱土壤的生物修复中发挥作用。     

Diversity and bioactivities of nostocacean cyanobacteria isolated from paddy soil in Vietnam

Nostocacean cyanobacteria are one of the important components of paddy fields due to their ability to fix atmospheric nitrogen and supply phytohormones for crop growth. In this study, 13 Nostoc strains isolated from paddy soils in Vietnam were classified using a polyphasic approach. The results showed a high diversity of the isolated strains that represented seven morphotypes corresponding to five genotypes, with 16S rRNA gene sequence similarity values ranging between 94.97–99.78% compared to the available sequences from GenBank. Bioassay assessment revealed that 11 out of 13 strains possessed antibacterial activities, three of which exhibited cytotoxic activities on MCF7 and HCT116 cells with an IC₅₀ ranging from 47.8 μg mL^?1 to 232.0 μg mL^?1. Interestingly, strains with identical 16S rRNA gene sequences displayed different antibacterial and cytotoxic activity profiles.