隧道工程建設(shè)給地方交通和經(jīng)濟發(fā)展帶來便利的同時,也造成地下水漏失和地下水文流場改變,可能引起土壤微環(huán)境和土壤微生物群落的改變,進而嚴(yán)重影響上覆區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡。以重慶市中梁山巖溶槽谷為例,選取隧道影響區(qū)和無隧道影響區(qū)典型荒草地,通過16S rDNA高通量測序?qū)Ρ任⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)差異,研究微生物群落多樣性對土壤pH、含水率和土壤養(yǎng)分變化的響應(yīng)。結(jié)果表明:隧道影響區(qū)Alpha多樣性反映的土壤微生物總豐度和多樣性大于無隧道影響區(qū),Beta多樣性反映的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著差異;Wilcoxon檢驗說明norank_o<sub>iii1-15、norank_c<sub>Gemmatimonadetes、norank_o<sub>MND1是隧道影響區(qū)土壤中顯著增加的微生物物種,其相對豐度為無隧道影響區(qū)土壤的2倍以上;RDA分析表明土壤pH和含水率是驅(qū)動土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因素。隧道建設(shè)使其影響區(qū)內(nèi)土壤水分垂直漏失比無隧道影響區(qū)... 

【文章來源】：生態(tài)學(xué)報. 2019,39(16)北大核心CSCD

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荒草地樣品Beta多樣性分析和樣本分組分析Fig．4BetadiversityanalysisandANOSIManalysisofgrasslandsamples

http://www．ecologica．cn圖4荒草地樣品Beta多樣性分析和樣本分組分析Fig．4BetadiversityanalysisandANOSIManalysisofgrasslandsamplesGemmatimonadetes在隧道影響區(qū)相對豐度分別為:7．78%、3．10%和2．26%，在無隧道影響區(qū)相對豐度分別為:4．00%、1．35%和0．38%。圖5土壤微生物群落物種差異分析Fig．5AnalysisofspeciesdifferencesinsoilmicrobialcommunitiesongenuslevelVIF方差膨脹因子篩選發(fā)現(xiàn)，pH、土壤含水率、全氮、全鉀、容重和有效磷為不存在多重共線性的環(huán)境因子(0＜VIF＜10)。環(huán)境因子與樣品微生物群落結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)ＲDA/CCA分析表明(圖6)，隧道影響區(qū)荒草地土壤微生物群落與pH(P=0．001)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，無隧道影響區(qū)荒草地土壤微生物群落與土壤含水率(P=0．006)呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，全氮(P=0．001)則與大部分樣品中土壤微生物群落呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。隧道影響區(qū)荒草地土壤微生物群落與有效磷、容重呈正相關(guān)關(guān)系，無隧道影響區(qū)荒草地土壤微生物群落與全鉀呈正相關(guān)關(guān)系，但均無顯著性差異。隧道影響區(qū)樣品豐度較高的代表性物種依次為norank_o__iii1-15、norank_o__ＲB41和norank_f__A4b，在菌群與環(huán)境因子之間關(guān)系上顯示出norank_o__iii1-15與pH、有效磷、容重呈正相關(guān)關(guān)系，與全氮、土壤含水率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;norank_o__ＲB41與全氮、有效磷、容重呈正相關(guān)關(guān)系，與土壤含水率、全鉀呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;norank_f__A4b與pH、有效磷、容重呈正相關(guān)關(guān)系，與全氮呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。2416生態(tài)學(xué)報39卷

http://www．ecologica．cn圖6土壤微生物群落與環(huán)境因子ＲDA分析Fig．6ＲDAanalysisresultsshowingtherelationshipbetweenenvironmentalfactorsandthesoilmicrobialcommunity4討論4．1隧道影響區(qū)土壤微生物優(yōu)勢菌群對土壤含水率變化的響應(yīng)中梁山隧道開挖后，地下水以基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水的形式涌出，深層溶隙水從滲流轉(zhuǎn)為明流從而加大了深層地下水的排泄量［6］，地下水平衡被打破，引起隧道影響地區(qū)土壤含水率下降。中梁山巖溶槽谷區(qū)基巖造壤能力低，土壤持水性能差，且當(dāng)?shù)貛r溶十分發(fā)育形成地上地下的雙層排水系統(tǒng)［27］，地表水極易向地下流失。當(dāng)?shù)叵滤幌陆禃r，地表水和土壤水作為水循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，流經(jīng)表層巖溶帶、巖溶裂隙/孔隙向深部基巖補給［6］，造成地表徑流和表層泉干涸。中梁山巖溶槽谷區(qū)三條隧道貫通后，深層地下水排泄漏失，巖溶裂隙發(fā)育形成的地下排水管網(wǎng)放大了隧道建設(shè)引起的地下水漏失，引起地下水位下降和上覆土壤水分下降，從而導(dǎo)致隧道影響區(qū)土壤含水率(均值)顯著降低(表1，隧道影響區(qū)24%＜無隧道影響區(qū)31%)。此外，隧道影響區(qū)土壤容重較大，表明土壤緊實，反映了土壤的水分、空氣、熱量狀況差于無隧道影響區(qū)土壤。土壤含水率是影響土壤微生物的關(guān)鍵因素［28-30］，因而地下水減少對土壤微生物的潛在影響被列為隧道建設(shè)的主要環(huán)境效應(yīng)之一，影響著土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)。隧道影響區(qū)荒草地土壤水分狀況年際變化幅度大，濕度條件彈性大，生態(tài)環(huán)境較為波動，可能會使?jié)撛诘臋C會性微生物種群快速生長和適應(yīng)，從而緩和微生物群落的種內(nèi)競爭，促進生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物物種的共存［31］。因此，與土壤含水率較高

【參考文獻】：
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本文編號：3226281