【摘要】：山西省平朔安太堡煤礦是大型露天開采煤礦,大規(guī)模的煤炭開采使得礦區(qū)生態(tài)環(huán)境嚴重惡化,特別是表層土壤剝離和植被喪失導致土地失去利用價值。由于礦區(qū)基質(zhì)缺少熟化土壤,營養(yǎng)貧瘠,使得土地復墾率較低,因此有必要通過人為創(chuàng)造有助于植被生長的環(huán)境來進行礦區(qū)生態(tài)恢復。土壤微生物作為維持土壤生物活性的重要組分,在土壤結(jié)構(gòu)改良、肥力保持,營養(yǎng)循環(huán),以及植物生長等方面起著重要的作用,但目前的研究更多的集中于礦區(qū)植被復墾后的植被群落演替和土壤理化性質(zhì),而對在復墾過程中發(fā)揮著重要作用的土壤微生物研究甚少,因此本研究將對不同復墾年限的土壤微生物群落進行研究。本研究選取安太堡露天煤礦12個不同復墾年限(復墾年限分別為1、2、4、5、6、8、10、15、18、20、22和25年)油松林代表性樣地,測定不同復墾年限油松林土壤理化性質(zhì),通過高通量測序技術(shù)測定不同復墾年限油松林土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的變化及其相對豐富度,運用Biolog平板法對不同復墾年限油松林土壤微生物進行功能多樣性研究。通過分析不同復墾年份的土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落組成變化和微生物功能多樣性的變化,從而掌握在植被復墾進程中土壤理化性質(zhì)和微生物的動態(tài)演替過程。主要研究結(jié)果如下:(1)黃土區(qū)安太堡露天煤礦不同復墾年限油松林土壤中,12個樣地土壤pH值范圍在7.06-8.15之間,均為弱堿性土壤,各樣地間無顯著的差異。土壤全氮和全碳含量整體上呈現(xiàn)出隨復墾年限增加而增加的趨勢,復墾年限較短樣地中含碳、含氮量顯著低于復墾年限較長的樣地。隨著復墾年限的增加,土壤持水能力也隨著復墾年限的增加而有所增強。(2)通過高通量測序,獲取了土壤細菌、古菌和真菌的多樣性指數(shù)和不同分類水平的群落組成。微生物的操作單元數(shù)量表現(xiàn)為隨復墾年限的增加而提高,細菌和古菌在樣地間有顯著的差異性,而真菌各樣地間的差異并不顯著。多樣性指數(shù)也表現(xiàn)出相同的趨勢。古菌優(yōu)勢菌群主要為廣古菌門(Euryarchaeota)和泉古菌門(Crenarchaeota);細菌主要菌群(含量1%)共20種,優(yōu)勢菌群為放線菌門(Actinobacteria)和變形菌門(Proteobacteria);真菌主要菌群(含量1%)有7種,優(yōu)勢菌群為子囊菌門(Ascomycota)和擔子菌門(Basidiomycota)。(3)通過典范對應分析(CCA)可得,土壤中影響古菌分布的因子主要有土壤含水量和土壤pH,其中土壤含水量對廣古菌門的分布具有較為顯著的影響。全氮含量對細菌和真菌群落組成影響顯著,尤其對是變形菌門會產(chǎn)生較大影響。另外土壤全氮與真菌多樣性顯著相關(guān)。(4)利用Biolog-ECO微平板對12個樣地土壤中微生物利用碳源的能力進行測定,結(jié)果顯示不同復墾年限土壤微生物隨培養(yǎng)時間的增長,AWCD值呈現(xiàn)出先增加,后趨于穩(wěn)定的趨勢;且隨著復墾年限的增加(從1-25年),土壤的AWCD最大值及變化速率也基本呈現(xiàn)逐步增加的趨勢。表明不同復墾年限油松林土壤微生物平均吸光值(AWCD)隨復墾年限的增加而增大,即土壤微生物代謝活性隨著復墾年限的增加而增強。不同復墾年限油松林土壤對不同種類碳源的利用強度也存在差異。6類碳源均呈現(xiàn)出隨著培養(yǎng)時間的增長,微生物利用碳源的強度逐漸增加的趨勢。其中,各樣地土壤對酯類的利用率高于其他幾類碳源,而對碳水化合物的利用率最低,復墾25年土壤在碳水化合物、氨基酸類、酯類、醇類和酸類這5類碳源中的利用率均為最高值�？傊�,土壤理化特征,微生物組成和功能多樣性均表明隨著復墾年限的增加土壤質(zhì)量會逐步改善。
【圖文】：

３．２．２．１邋ｎ水平不同復星年限±壤微生物結(jié)構(gòu)逡逑不同復星年限油松林±壤古菌、細菌、真菌在口水平的群落結(jié)構(gòu)比較如下圖所逡逑示（圖３－２）。橫坐標為不同復星年限油松林樣地，縱坐標為相對豐度，即高通量測逡逑序結(jié)果中分到各個口的微生物的序列占此樣品測定的序列總數(shù)的百分比。逡逑在古菌群落結(jié)構(gòu)圖中（圖３－２ａ），所有樣地均由廣古菌口（Ｅｕｒｙａｒｃｈａｅｏ化）和泉逡逑古菌口（Ｃｒｅｎａｒｃｈａｅｏｌａ）狙成，其中除ＡＹ５樣地外，其余樣地泉古菌口在群落結(jié)構(gòu)逡逑比重遠大于廣古菌口。ＡＹ１１和ＡＹ１２樣地泉古菌口比重分別達到７７．７４％和８９．４３％，逡逑而ＡＹ２和ＡＹ５中泉古菌口僅占１７５％和１４．３２％。逡逑在對細菌的測序分析中（如圖３－化所示），共檢測到２０個細菌口類。從圖中可逡逑看出，樣地中主要細菌有：放線菌口（Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）、厚壁菌口（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）、逡逑變形菌口（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）、酸桿菌口（Ａｃｉｄｏｂａｃｔｅｒｉａ）、擬桿菌口（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅｓ）逡逑等，并且分布于不同復us年限各樣地中。在不同復星年限止壤中，除ＡＹ２外，其余逡逑各樣地細菌群落組成差別不大，其中所占比例最大的菌為變形菌口和放線菌口，而逡逑ＡＹ２中厚壁菌口則占整個細菌群落的７８．４６％。逡逑１７逡逑

Ｓ．２．２．２綱水平不同復星年限±壤微生物結(jié)構(gòu)逡逑對不同復us年限油松林±壤古菌、細菌、真菌在綱水平群落組成進行測定，將逡逑含量＞１％的微生物做百分比堆積柱狀圖，結(jié)果如圖３－３所示。從古菌綱群落組成圖逡逑３－３ａ中可Ｗ看出，熱變形菌綱（Ｔｈｅｒｍｏｐｒｏｔｅｉ）在各樣地中為優(yōu)勢綱，占各樣地群落逡逑總數(shù)的３０％－９０％，在整體上呈現(xiàn)出隨著復皇年限增加熱變形菌綱（Ｔｈｅｒｍｏｐｒｏｔｅｉ）比逡逑重上升的趨勢。另一個優(yōu)勢綱為熱原體綱（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｍａｔａ），且在樣地ＡＹ５中達逡逑到了邋６０0／0。逡逑在細菌綱中（圖３－化），，各樣地群落結(jié)構(gòu)組成在總體上比較一致，各樣地優(yōu)勢逡逑綱主要為放線菌綱（Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）、變形菌綱（Ａｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）。在ＡＹ２樣逡逑地中，芽抱桿菌綱（Ｂａ礎(chǔ)ｌｉ）含量占本樣地比重的近８０％，遠遠高于其余樣地所占比逡逑重。逡逑在真菌綱中（圖邋３－３ｃ），傘菌綱（Ａｇａｒｉｃｏｍｙｃｅｔｅｓ）、座囊菌綱（Ｄｏｔｈｉｄｅｏｍｙｃｅｔｅｓ）、逡逑糞殼菌綱（Ｓｏｒｄａｒｉｏｍｙｃｅｔｅｓ）為各樣地的優(yōu)勢綱，其中糞殼菌綱（Ｓｏｒｄａｒｉｏｍｙｃｅｔｅｓ）逡逑在ＡＹ２樣地中占到６４．８３％
【學位授予單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S714.3

【參考文獻】

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本文編號：2708823