【摘要】：青藏高原高寒地區(qū)草甸草地作為世界上海拔最高、類型最獨(dú)特的草地生態(tài)系統(tǒng),是該地區(qū)重要的碳庫,對溫室氣體過量排放產(chǎn)生的氣候變化十分敏感。在生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中,土壤碳的生物地球化學(xué)循環(huán)尤為重要。土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)功能發(fā)揮和生物化學(xué)循環(huán)的驅(qū)動者和重要載體,為了了解青藏高原土壤碳循環(huán)對環(huán)境變化的響應(yīng),需要明確土壤中固碳微生物群落結(jié)構(gòu)、多樣性差異及其影響因子。本論文分別在水平區(qū)域尺度和垂直方向上選取西藏東南部地區(qū)草甸土壤為研究對象,利用宏基因組學(xué)技術(shù)中的高通量測序技術(shù),研究了2個不同梯度層面土壤固碳微生物群落結(jié)構(gòu)的變化趨勢,探討了土壤固碳微生物群落結(jié)構(gòu)和環(huán)境因子的關(guān)系。獲得的主要結(jié)論如下:降水梯度帶上:土壤有機(jī)碳含量隨年降水量減少而降低,二者相關(guān)性顯著;微生物物種豐富度在研究區(qū)域空間上呈西高東低,西部土壤物種分布更為均勻;各組間固碳微生物群落多樣性差異顯著大于組內(nèi)差異,呈現(xiàn)明顯的地理分布格局;固碳微生物群落組成上,變形菌門Proteobacteria處于絕對優(yōu)勢,優(yōu)勢屬包括堿螺菌屬(Alkalispirillum),硫桿菌(Sulfurifustis)等。控制土壤固碳微生物多樣性的主要影響因素有年均降水量、土壤含水率、植被蓋度、年均溫以及pH值,其中pH值與其它環(huán)境因子呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;年均降水量與除粒度和pH外其它環(huán)境因子都呈正相關(guān)關(guān)系,年均降水量是影響土壤固碳微生物多樣性的主要因素。海拔梯度上:土壤有機(jī)碳含量隨海拔先升高后降低,整體趨勢東高西低;東坡樣本物種豐富度和分布均勻度更好,西坡各組離散嚴(yán)重,東西坡各組間差異顯著;固碳微生物群落組成上,亞硝化單胞菌目Nitrosomonadales,紅細(xì)菌目Rhodobacterales等在東坡占據(jù)優(yōu)勢,西坡與東坡相似,并且著色菌目Chromatiales豐度突出。相對豐度較高的優(yōu)勢屬為貪銅菌屬(Cupriavidus),紅細(xì)菌屬(Rhodobacter)等。土壤固碳微生物多樣性主要影響因素為海拔高度,其次有蓋度、土壤含水率、土壤有機(jī)碳、粒度等,大部分環(huán)境因子之間都呈正相關(guān)關(guān)系。海拔高度變化是影響米拉山土壤固碳微生物多樣性最主要因素。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S812.2
【圖文】：

過肉眼觀察的微小生物的總稱，包括古菌、細(xì)菌、真菌、病毒藻類等（陳森林，2010）。在自然界中，土壤微生物資源最為約有 5×l05種細(xì)菌存在于土壤中，每克土壤中大約含有 104 al., 2002)。土壤微生物種類多樣，如此數(shù)量巨大且種類豐富的群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能難以被預(yù)測(Fitter et al., 2005；潘根興，微生物碳循環(huán)與固碳途徑機(jī)體中含量最多的元素，更是構(gòu)成有機(jī)體的必需元素，碳的生碳循環(huán))是生態(tài)系統(tǒng)中最重要的物質(zhì)循環(huán)之一。生態(tài)系統(tǒng)固碳主農(nóng)田、濕地和海洋等生態(tài)系統(tǒng)在光合作用過程中自然捕獲大氣揚(yáng)等，2013）。

圖 1-2 微生物驅(qū)動的碳循環(huán)過程物固定碳的方式主要有兩種：異養(yǎng)固定和自養(yǎng)固定。異養(yǎng)固定是通以有機(jī)物作為碳源和能源，在代謝過程中固定少量的 CO2，CO2一碳源，通過自養(yǎng)微生物以光能或還原性無機(jī)物氧化時所產(chǎn)生的化源同化 CO2生成有機(jī)物。二者固定 CO2區(qū)別較大，自養(yǎng)微生物固超異養(yǎng)微生物。光能自養(yǎng)微生物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能生長與代謝，主要包括光合微生物和藻類，而化能自養(yǎng)微生物通過電位電子供體的氧化反應(yīng)提供生長代謝的能量，比較常見的有硫、氫氧化細(xì)菌等（Madigan, 2000）。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 6 條微生物的碳固定途徑：卡爾文循環(huán)、還原檸檬酸輔酶 A 途徑、3-羥基丙酸雙循環(huán)、3-羥基丙酸/4-羥基丁酸循環(huán)

圖 1-3 卡爾文循環(huán)途徑（Tabita, 1988）多種生態(tài)系統(tǒng)固碳土壤微生物的研究 RubisCO 編碼基因的固碳微生物分子生態(tài)學(xué)的研究主要是在基傳多樣性，現(xiàn)有研究多集中在水生生態(tài)系統(tǒng)（Xu et al., 1996；Br ue鳳云，2016），而有關(guān)陸地生態(tài)系統(tǒng)中固碳微生物的研究多數(shù)集件區(qū)域內(nèi)，常見的多為陸地大塊農(nóng)田區(qū)域土壤（Hanson et al., et al., 2007），通過特定環(huán)境中重要因素的變化，研究其對土壤固樣性的影響。然陸地范圍內(nèi)，對于不受植被影響的環(huán)境研究，Nanba 等在 200州的鹽沼和基拉韋厄火山灰中的兼性自養(yǎng)細(xì)菌 rbcL（cbbL）基布進(jìn)行研究，來自火山灰的微生物克隆序列屬于 rbcL IC 分支，

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10 ;固碳,改變?nèi)祟惣覉@[N];第一財經(jīng)日報;2008年

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