铜陵铜尾矿废弃地生物土壤结皮中的蓝藻多样性

生物土壤结皮是生态系统原生演替过程中的一个早期阶段,在铜陵铜尾矿废弃地自然生态恢复过程中生物土壤结皮在尾矿废弃地表面广泛分布.以生长在铜陵杨山冲和铜官山2处铜尾矿废弃地的生物土壤结皮为研究对象,运用常规培养方法和变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)对不同群落生物土壤结皮中的蓝藻多样性及优势类群进行研究.结果表明2种研究方法所获得的蓝藻种类组成具有明显差异.显微观察结果表明常规培养试验中主要蓝藻类群为微囊藻属(Microcystis)、色球藻属(Chroococcus)、颤藻属(Oscillatoria)、念珠藻属(Nostoc)和浮鞘丝藻属(Planktolyngbya),其中优势种类主要为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、断裂颤藻(Oscillatoria fracta)和细浮鞘丝藻(Planktolyngbya subtilis);提取样品中微生物总DNA,对蓝藻16SrRNA进行PCR-DGGE分析,回收DGGE图谱中24个条带进行测序分析,结果显示,所有序列与GenBank数据库中的近缘蓝藻的相似性系数均在93％以上,其中优势蓝藻类群主要隶属于微鞘藻属(Microcoleus)和细鞘丝藻属(Leptolyngbya),裸地(YL)处和木贼群落下尾矿表面(YM)的生物土壤结皮中优势蓝藻类群主要为微鞘藻属,而黄色真藓-藻类混合结皮(YT)和白茅群落( YB,TG)下的生物土壤结皮中的优势类群主要隶属于细鞘丝藻属.     

铜尾矿废弃地生物土壤结皮固氮微生物多样性

生物土壤结皮能够有效提高矿业废弃地有机质和氮的积累,促进植被的恢复.本研究基于固氮微生物的nifH基因多样性,以铜陵铜尾矿废弃地3种类型的生物土壤结皮(藻结皮、藓结皮和藻-藓混合结皮)为对象,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究生物土壤结皮中固氮微生物的多样性以及废弃地植物群落发育对其产生的影响.结果表明： 尾矿库裸地表面的藻结皮的固氮微生物多样性最高,其次为维管植物群落下的藻-藓混合结皮,苔藓结皮的固氮蓝藻多样性最低;随着维管植物群落高度和盖度的增加,固氮微生物多样性降低,铜尾矿废弃地的pH、水分、有机质、养分含量(氮和磷)以及有效态和总重金属浓度对固氮微生物多样性的影响均不显著.测序和系统发育分析表明,废弃地结皮中固氮微生物以蓝藻为主,主要为不具有异形胞的丝状蓝藻.
     

复合污染尾矿废水中真菌群落多样性及其驱动机制

金属尾矿废水中含有重金属以及多种有机和无机污染物, 然而在该极端生境中仍然有大量微生物存在。为了揭示碱性尾矿废水中真菌群落的组成模式和多样性格局及其维持机制, 本文利用ITS1区rDNA基因扩增子测序和qPCR技术对山西中条山十八河尾矿库废水中5个不同采样点真菌群落的组成、丰度和分布格局进行了研究。通过主坐标分析(PCoA)比较不同采样点间群落结构的差异性; 通过冗余分析(RDA)探讨了水体理化因子对真菌群落结构的影响; 通过零模型分析了影响群落结构的主要因素; 通过网络图分析了真菌类群之间的种间相互作用。结果表明, 布勒掷孢酵母属(Bullera)、Schizangiella、支顶孢属(Acremonium)和亚罗酵母属(Yarrowia)是主要的优势属, 真菌群落在不同采样地点从门到属水平的相对丰度均有明显变化。真菌群落丰度沿水流方向逐渐增加且与有机碳(TOC)浓度呈显著正相关。真菌群落的α-多样性与pH、重金属(As和Cu)、无机碳(IC)和铵态氮(NH₄⁺)浓度显著相关。真菌群落的空间结构在不同采样点具有明显差异, 这种差异性与理化因子没有显著关系; 不同采样点真菌群落的零偏差值均大于零, 且不同物种之间存在复杂的种间相互作用。以上结果说明, 在尾矿废水中环境因子只对真菌群落的α-多样性有显著影响, 而群落的β-多样性主要受种间相互作用关系的影响, 表明在碱性铜尾矿废水中存在比较复杂的真菌群落动态模式。     

橘皮表面真菌群落结构多样性分析

【目的】研究鲜橘皮表面真菌群落结构多样性,为探讨橘皮经贮藏陈化为陈皮真菌群落的变化奠定基础。【方法】在广东、四川、广西、江西、重庆5个柑橘主产地采集橘栽培变种茶枝柑、大红袍等的鲜橘皮,在Illumina Hi Seq平台上扩增橘皮表面真菌ITS区进行高通量测序,分析真菌物种注释及丰富度,并应用α与β多样性分析(AlphaBeta diversity)对真菌群落结构组成进行分析。【结果】8批橘皮样品的有效序列可分类至35个属,不同产地茶枝柑、大红袍等品种橘皮表面真菌群落由7类真菌群落组成,种类一致,其中担孢酵母属(Erythrobasidium)、青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、红酵母属(Rhodotorula)、球腔菌属(Mycosphaerella)为最大相对丰度排名前5的属,首次在橘皮表面发现枝氯霉属和短梗霉属真菌。【结论】明确了橘皮表面真菌群落结构组成,为橘皮在贮藏过程中真菌群落变化与药材品质变化相关性研究奠定基础。     

不同种植年限薰衣草根际土壤真菌群落结构的演变

土壤真菌群落结构和多样性对植物生长起着重要作用,了解种植年限对薰衣草根际土壤真菌群落结构的影响对薰衣草病害防治和增产的研究具有重要意义。探究不同种植年限薰衣草根际土壤真菌群落结构和多样性特征,及其随种植年限的演变规律。采集新疆伊犁霍城县种植年限1、3、5 a,以及未种植薰衣草土壤,对ITS序列进行Illumina高通量测序。对测序结果进行分析,比较各样品组真菌多样性和群落分布规律及与种植年限的关联。结果表明,Alpha多样性分析显示随着种植年限的增加Shannon指数逐渐降低,而Chao1指数先降低后增高。在种植薰衣草土壤中共检测到12个门,28个纲,72个目,146个科,236个属。在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)为优势菌门。随着种植年限的增加,子囊菌门相对丰度逐渐降低,担子菌门逐渐增高,而球囊菌门先增加后降低。在属水平上优势菌属为Xylodon、锐孔菌属(Oxyporus)、镰刀菌属(Fusarium)、枝孢属(Cladosporium),均属于植物致病菌。随着种植年限的增加,Xylodon...     

白僵菌生物防治林中虫生真菌群落结构分析

对白僵菌生物防治林中虫生真菌群落的结构研究表明,长期接种式释放白僵菌的马尾松林中虫生真菌共有属7种.球孢白僵菌的数量占绝对优势,为总数的63.22%;拟青霉次之,占25.86%;绿僵菌占9.20%;轮枝孢仅占1.72%.从寄主昆虫的多样性来看,球孢白僵菌和环链拟青霉的Brillouin多样性指数分别为3.56和2.315,均匀度分别为0.81和0.865;粉拟青霉和蜡蚧轮枝孢的多样性指数分别为1.71和0.862,均匀度为0.963和1.000而黄绿绿僵菌、金龟子绿僵菌和玫烟色拟青霉多样性和均匀度指标均较低.不同季节中被白僵菌侵染的寄主昆虫多样性指数呈现出春秋高、夏季低的趋势,反映了白僵菌种群的季节性变化.     

铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征

土壤动物的恢复、群落演替及其多样性对于铜尾矿废弃地的生态重建具有重要意义.为了解铜尾矿废弃地土壤动物群落多样性特征,在铜陵市铜尾矿区设置4个样地23采样点,共捕获土壤动物4622只个体,隶属5门10纲18目29类.结果表明,铜尾矿自然废弃地与其对照组土壤动物多样性差异明显,自然废弃地土壤动物丰富度指数d、大型土壤动物密度、中小型土壤动物密度、多样性指数H'和D·G指数均小于其对照组且存在显著差异.而复垦废弃地中小型土壤动物密度和D·G指数小于其对照组且存在显著差异,多样性指数H'大于其对照组且差异极显著,其他土壤动物群落指标与其对照组均无显著差异.相似系数q表明,外围林地间土壤动物群落相似性最大,其次是复垦废弃地与外围林地间,自然废弃地与其它3个样地间相似性最小.从垂直分层来看,复垦废弃地土壤动物表聚性强于自然废弃地,尾矿废弃地表聚性强于外围林地.灰色关联分析表明,铜尾矿区土壤理化性质与土壤动物群落结构指标关系密切,其中最重要的因素是土壤含水量和总钾含量,重金属全镉含量也不容忽视,植被因素和土壤全铜含量对土壤动物的影响相对较小.由此可见,土壤含水量、土壤基质的优劣、土壤有机质与营养元素的含量等因素限制了铜尾矿废弃地土壤动物的恢复与重建,而这些因素的改善主要归功于尾矿废弃地的土地复垦和作物种植.所以,尾矿废弃地的复垦与利用有利于土壤动物的恢复与重建.     

基质改良对尾矿废弃地生物土壤结皮形成与生长的影响

铜尾矿是一种矿业废弃物,堆积于尾矿库内形成尾矿废弃地,铜尾矿废弃地表面具有沙质疏松、稳定性差、移动性强和易于干旱等特点,类似于沙漠表面。以海藻酸钠和牛粪浸提液为改良材料对铜尾矿进行改良,观察不同改良方式对尾矿表面藻类结皮的形成和生长的影响。结果表明：海藻酸钠和牛粪浸提液都能促进藻类结皮的形成;随着结皮生长时间的增加,结皮厚度和叶绿素含量增加,不同改良方式对结皮中有机质和总氮含量具有显著的影响。     

宁夏中部干旱带不同作物根际土壤真菌群落多样性及群落结构

【背景】宁夏中部干旱带常年缺水,植被稀疏,土地沙漠化严重,生态环境十分脆弱。土地沙漠化导致土地生产力下降,制约着该区农业的发展,因此,改善宁夏中部干旱带农田生态环境具有重要意义。【目的】为该区土地资源的合理利用开发及干旱区土壤真菌多样性的深入研究提供基础数据和理论依据。【方法】运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对宁夏中部干旱带农田作物土壤真菌种类进行预测,并对其进行真菌多样性和群落结构的分析。【结果】5个处理中真菌种类均较为丰富,丰富度指数无差异;真菌多样性指数分别以‘张杂谷5号’谷子最高,藜麦的多样性最低,且存在极显著差异。不同作物根际土壤中,子囊菌门(Ascomycota)为最优势菌门,相对丰度为73.00%-89.14%,且远远大于次优势菌门——担子菌门(Basidiomycota,3.9%-16.5%),表现出非常明显的优势;支顶孢属(Acremonium)和裂壳菌属(Schizothecium)为共有的优势菌属。土壤速效磷和土壤碱解氮会对土壤真菌群落结构和功能多样性产生影响,土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是土壤理化性质与微生物相互作用的结果。【结论】休闲和种植作物的农田土壤养分均可不同程度的提高,土壤pH降低,真菌群落结构和多样性发生变化。说明合理的土地利用有利于丰富农田土壤微生物群落结构和多样性,改良土壤特性,进而促进该区域土壤生态系统的稳定,提高农田土地资源的合理利用。     

生物结皮对铜尾矿废弃地土壤微生物量及酶活性的影响

生物结皮是铜尾矿废弃地自然原生演替的最初阶段.本研究以铜陵杨山冲铜尾矿库和铜官山新铜尾矿库为对象,采用熏蒸浸提和化学分析法研究了两尾矿库不同类型生物结皮下土壤微生物量C、N及脱氢酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性.结果表明：铜尾矿废弃地上的生物结皮能够显著提高表层尾矿中的微生物量和土壤酶活性,其中藻类结皮对土壤微生物量C、N的影响高于藓-藻混合结皮,藓类结皮的影响最小;随着土壤生物结皮类型的变化,土壤微生物区系也随之变化;各类生物结皮下表层尾矿中土壤酶活性无显著差异.相关分析表明,碱性磷酸酶活性与土壤微生物量、脱氢酶和脲酶活性呈显著正相关,但与土壤pH呈显著负相关.此外,藓类植物假根能够显著提高藓类结皮假根层的微生物量和酶活性.     

自然演替过程中铜尾矿土壤酶活性的变化

铜陵矿区堆放了大量不同时期的铜尾矿,形成大量铜尾矿废弃地,其中的大部分铜尾矿废弃地处于自然生态恢复状态。并形成典型的原生演替系列。为探讨废弃地自然生态恢复中不同演替阶段植物群落变化与土壤酶活性变化的关系,对铜陵3处不同时期弃置的尾矿废弃地进行了调查。随着自然生态系统演替的进行,尾矿中土壤酶活性逐步提高,维管植物群落下尾矿中土壤酶活性〉隐花植物结皮下尾矿中土壤酶活性〉裸地处土壤酶活性;位于植物群落下的尾矿废弃地中脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性从表层至下层逐渐降低。不同植物群落对尾矿中土壤酶活性影响有很大差异,位于木贼群落下的尾矿中几种土壤酶的活性高于位于白茅群落和中华结缕草群落下的尾矿中酶的活性。相关分析表明,土壤酶活性与有机质、总N表现出显著的正相关。     

毛乌素沙地固碳功能菌群落随生物结皮发育阶段的演变特征

生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子。结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而 form IC和ID的Chao1则在藻结皮达到峰值。物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主, 而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势; ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高。IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异。生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构。为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑。     

火电厂周边不同生物结皮细菌群落特征差异及其影响因素

为探究大气降尘重金属污染对矿区周边不同类型生物结皮细菌群落结构的影响,利用高通量测序技术分析位于宁东能源化工基地典型火电厂周边的3类生物结皮(藻结皮ZB、混生结皮HB、苔藓结皮TB)和对照(CK,裸土)的细菌丰度和群落结构,并探讨了影响细菌群落结构的环境因子。结果表明: 不同类型生物结皮的理化性质和重金属含量存在差异,且由于生物结皮对大气降尘重金属的富集作用造成各类结皮均达重度污染级别。在相对丰度排名前10的优势细菌门中,芽单胞菌门、蓝细菌门在不同类型生物结皮之间差异显著。细菌群落α多样性由高到低排序依次为CK>TB>HB>ZB。非度量多维排序(NMDS)结果显示,裸土细菌群落与其他3种生物结皮存在明显差异。相关性分析表明,生物结皮演替对细菌群落组成具有显著影响,细菌多样性和组成与pH、养分、重金属含量等密切相关。放线菌门、绿弯菌门相对丰度与pH值呈显著正相关关系,而与全氮(TN)、全磷(TP)、Pb、Zn、Cd均呈显著负相关关系;冗余分析结果表明,TN、pH、TP、有机碳(SOC)是影响3种生物结皮细菌群落α多样性以及一些优势菌群相对丰度的主要土壤环境因子,而重金属Pb、Zn、Cd是影响细菌群落结构的主要重金属元素,对细菌群落数量和多样性有抑制或刺激作用。说明pH、重金属和养分是影响结皮细菌群落组成的关键因子。总体而言,长期的重金属富集作用会对生物结皮的细菌多样性和群落组成产生影响。     

不同类型生物土壤结皮覆盖下风沙土的入渗特征及模拟

干旱荒漠区广泛分布的生物土壤结皮(BSCs)对土壤水分入渗过程有重要影响。以古尔班通古特沙漠南缘的BSCs为研究对象,基于野外采样与室内模拟实验等方法,探究藓类、地衣和藻等3种类型BSCs覆盖下沙土的入渗特征。结果表明:与无结皮覆盖的风沙土对照,3种类型BSCs均显著降低了沙土初渗速率,藓类结皮、地衣结皮、藻结皮覆盖下初渗速率降低幅度依次为36.10%、46.42%、50.39%;藓类结皮、地衣结皮(P0.05)和藻结皮(P0.05)均明显降低了沙土稳渗速率,降低幅度依次为16.50%、33.98%和35.92%;3种类型BSCs均限制了湿润锋在沙土的推进过程,表现为:藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的渗漏时间分别为裸沙对照的2.13、3.04和2.98倍;各类型BSCs均减小了沙土累积入渗量,阻碍了沙土水分入渗,与裸沙对照相比,藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的1 h累积入渗量分别降低16.10%、28.56%和26.56%。在实验条件下,Kostiakov模型最适用于模拟不同类型BSCs覆盖下土壤水分入渗过程,Horton模型模拟效果次之。     

腾格里沙漠东南缘不同生物土壤结皮细菌多样性及其季节动态特征

微生物多样性对于生物土壤结皮在沙漠生态系统中改善局部环境以及提升生态功能具有重要作用。本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藻结皮、藓结皮及其下层的四季样品进行了16S rDNA高通量测序, 以期阐明细菌多样性及其在生物土壤结皮演替过程中的季节变化规律。结果表明4种类型样品的细菌丰富度在夏季显著低于其他3个季节。4种类型样品中主要的细菌类群为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、蓝细菌门等, 其中变形菌门和放线菌门为优势类群, 夏季时变形菌门的相对多度显著高于春季、秋季、冬季, 且在结皮层中相对多度显著高于结皮下层。放线菌门的相对多度在春季、夏季显著高于秋季、冬季, 且结皮下层相对多度高于结皮层。生物土壤结皮演替过程中细菌多样性及其相对多度季节动态变化表明其对沙漠土壤局部环境的变化作出了响应, 这为深入理解生物土壤结皮在沙漠生态系统中的生态功能提供了微生物多样性数据。     

Effects of mosaic biological soil crusts on vascular plant establishment in a coastal saline land of the Yellow River Delta,China

黄河三角洲滨海盐碱地镶嵌式分布的生物土壤结皮对维管植物建植的影响 滨海盐碱地生物土壤结皮对维管植物影响研究,鲜见报道。本研究旨在探讨黄河三角洲滨海盐碱 地镶嵌式分布的生物土壤结皮是否以及如何影响两种典型草本植物的种子萌发,以深入理解基质异质性对 植物群落动态的影响。通过室内萌发实验,研究裸斑、芦苇(Phragmites australis)、碱蓬(Suaeda glauca) 和柽柳(Tamarix chinensis)生境下发育的生物土壤结皮和无结皮表土对多年生草本植物芦苇和一年生草本植物碱蓬种子的萌发率和平均萌发时间的影响,并从基质理化性质角度探讨其对种子萌发的影响机制。研究结果发现,与无结皮表土相比,生物土壤结皮提高了含水量、养分积累和大部分盐离子浓度,但降低了 土壤pH值。苔藓生物结皮可直接降低土壤pH值和Mg²⁺浓度,间接提高碱蓬种子的萌发率。较低的土壤pH值也间接降低了芦苇种子在其自身生境中的萌发速度。与有植被生长的生境相比,裸斑生境加剧Cl⁻的积累,间接降低了芦苇种子的萌发速度。结果表明,芦苇生境分布的苔藓结皮为碱蓬种子的萌发提供了一个机会窗口。生物土壤结皮类型和生境类型的共同作用可通过影响维管植物种子的萌发和建植,最终影响植物群落结构。     

黄土高原不同侵蚀类型区生物结皮中蓝藻的多样性

蓝藻是生物土壤结皮的重要组成部分,具有许多重要的生态功能.迄今为止,黄土高原地区生物结皮中藻类的种类组成及分布鲜有报道.通过野外调查、采样和室内观察、培养、鉴定,对黄土高原水蚀区、水蚀风蚀交错区、风蚀区的生物结皮中蓝藻的多样性及优势种进行了研究.结果表明,黄土高原3个侵蚀类型区生物结皮中蓝藻门植物共发现4科10属54种,其中丝状种类约占87％,占绝对优势;Shannon-Weiner多样性指数水蚀风蚀交错区最高,水蚀区次之,风蚀区最低,依次为2.22,2.20和2.14.水蚀风蚀交错区和水蚀区蓝藻多样性指数差异不显著,但均与风蚀区差异显著.3个侵蚀类型区的生物结皮中蓝藻的种类组成及优势种均有所差异,但均以颤藻科(Oscillatoriaceae)为优势科.水蚀风蚀交错区蓝藻种类最多(39种),以阿氏鞘丝藻(Lyngbya allorgei)为第一优势种;水蚀区次之(26种),以含钙席藻(Phormidum calciola)为第一优势种;风蚀区最少(20种),以颗粒颤藻(Oscillatoria granulata)为第一优势种.黄土高原不同侵蚀类型区生物结皮中蓝藻的多样性差异可能与土壤质地、土壤pH值、气候环境等有关.