湿地生态系统中主要功能微生物研究进展

阐述了湿地生态系统中主要功能微生物的多样性特点,以及主要功能微生物群落结构多样性在地域、环境、湿地类型中的差异;概括了主要功能微生物在湿地中污染物的降解、温室气体释放等方面的作用;概述了氨氧化微生物、产甲烷古菌和甲烷氧化细菌、反硝化细菌和真菌以及硫酸盐还原菌与硫氧化细菌等主要功能微生物的相关研究进展;总结了植被和养分元素对湿地生态系统中微生物影响的研究成果。针对各种外在因素影响湿地微生物的详细机制尚不明确,湿地生态系统中植被与微生物多样性的关系存在争议,以及湿地微生物在净化污水、温室气体排放等方面功能类群及分布特点研究相对匮乏等问题,提出了湿地功能微生物研究的发展方向。     

开垦对阿拉尔绿洲盐渍化荒漠土壤微生物群落的影响

近年来,以对天然荒漠进行开垦和耕作为标志的人类活动加速了中国西北干旱荒漠区的绿洲化进程,但这种土地利用方式的改变对干旱荒漠土壤微生物群落特征的影响及其机理尚不清楚。本研究利用qPCR和Illumina Miseq高通量扩增子测序技术对新疆阿拉尔绿洲开垦5年的棉花田（FS）和毗邻的天然荒漠（ND）的土壤细菌、古菌和真菌群落的生物量、多样性和群落结构进行了对比研究,揭示了驱动荒漠土壤微生物群落结构演变的主要因子。结果表明：（1）荒漠开垦为农田后,土壤细菌和真菌群落的生物量显著增加,而古菌群落生物量显著降低;细菌群落多样性明显提高,古菌群落的Shannon多样性指数显著降低,而真菌群落多样性没有显著变化。（2）盐渍化荒漠具有不同于其他干旱荒漠的土壤微生物群落结构,开垦显著改变了其土壤细菌、古菌和真菌的群落结构。其中,放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、螺旋体菌门和浮霉菌门细菌、乌斯古菌门和芽枝霉门真菌的相对丰度显著增加,而盐纳古菌门的相对丰度则显著降低。（3）土壤电导率（EC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）是影响细菌群落结构的关键因子;古菌群落结构的主要影响因子为植被盖度、地上生物量和丰富度、TP和AP;EC是影响真菌群落结构的关键因子。综上所述,盐渍化荒漠开垦后由于其原生植被群落、化学肥料的使用和土壤属性（EC、TP和AP）的改变不同程度地改变了荒漠土壤微生物群落特征。相对而言,细菌群落对土地利用方式的改变响应最为敏感,而古菌和真菌群落的多样性和结构则保持相对稳定。     

黄河三角洲湿地土壤线虫群落空间分布研究

为了解黄河三角洲湿地土壤线虫空间分布状况,以位于黄河三角洲湿地的孤东油田及黄河三角洲国家级自然保护区为研究地点,比较了油区与对照土壤线虫群落的空间分布特征。结果显示油区中食真菌和食植物线虫空间分布稍许聚集,但有随机因素。对照中食真菌线虫呈随机分布,食植物线虫呈聚集分布。油区中食细菌线虫趋于随机分布,对照样地则稍许聚集。另外,油区与对照土壤线虫及捕食性或杂食性线虫均呈空间聚集分布。通过油区与对照线虫群落营养类群空间分布特征的差异对比,可为黄河三角洲湿地生态系统健康状况评价提供有益的数据。     

北京市白河湿地香蒲根际土壤细菌多样性

以北京市白河再生水补水口人工湿地香蒲(Typha angustata)根际土壤为研究对象,采用LB、R2A和YG培养基分离培养法,研究香蒲根际可培养细菌群落在不同培养基条件下的群落结构差异及优势菌属。结果表明,由R2A培养基分离培养的香蒲根际细菌群落丰度(4门,20菌属,82株菌株)最高,其次为由LB培养基分离培养的细菌群落丰度(3门,16菌属,118株菌株),由YG培养基分离培养的细菌群落丰度(2门,8菌属,24株菌株)最低;从3种培养基优势类群组成结构看,香蒲根际细菌主要包括变形菌门γ亚群(87.66%)、变形菌门β亚群(6.17%)、厚壁菌门(5.29%)和拟杆菌门(0.88%),其中,不动杆菌属(Acinetobacter)为最优势属,其次为拉乌尔菌属(Raoultella)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella);R2A培养基细菌群落的Shannon-Wiener指数和Margalef指数最高,分别为2.23和1.87,其次为LB培养基细菌群落的两种指标,分别为1.75和4.13,YG培养基细菌群落的两种指标最低,分别为3.14和1.52;YG培养基细菌群落的Pielou指数最高(83.44%);从不同培养基优势菌属功能分析结果来看,从LB培养基中获得参与氮循环和碳循环的优势菌属菌株(各为19株)最多;从R2A培养基中分离培养的降解有机污染物的优势菌属菌株(8株)最多;从YG培养基中分离获得的抑制病原菌菌株(8株)最多。     

黄河三角洲滨海湿地不同盐分质量浓度下土壤微生物死亡残体的差异

利用微生物生物标识物（氨基糖）,探讨盐分对黄河三角洲滨海湿地土壤微生物残体以及微生物残体对土壤有机碳（SOC）库贡献的影响。在滨海湿地生态系统中,随着土壤盐分增加,微生物死亡残体及其对SOC的贡献显著降低,表明高盐滨海湿地不利于土壤微生物死亡残体的积累及其对SOC的贡献。增加的盐分降低了土壤真菌死亡残体与细菌死亡残体的比值。线性回归分析指出土壤含水量、SOC、总氮（N）、交换性钙离子以及真菌死亡残体/细菌死亡残体与微生物死亡残体对SOC的贡献显著正相关。在低盐滨海湿地,良好的土壤条件（如高的水分、SOC和N）通过增加微生物死亡残体的积累和稳定性,促进了SOC的存储;而在高盐滨海湿地,低的可利用碳抑制了微生物死亡残体对SOC的贡献。另外,从低盐到高盐滨海湿地,真菌死亡残体对SOC的贡献逐渐下降,而细菌死亡残体对SOC的贡献没有变化,表明真菌死亡残体的积累对SOC的存储具有较大的影响。     

利用海蓬子和碱蓬修复滨海湿地污染研究进展

由于沿海开发、滩涂围垦、陆源污染、海水养殖、临港工业等引起的滨海湿地功能衰退和污染问题,使得应用耐盐植物修复滨海岸生态环境备受瞩目和重视,利用耐盐植物进行生态修复已成为改良滨海盐碱地的重要措施之一。海蓬子(Salicornia europaea)和碱蓬(Suaeda salsa)是两种典型的藜科(Chenopodiaceae)盐生植物,它们簇生于滨海湿地,是陆地向海岸延伸的优势群落。综述了海蓬子和碱蓬在盐碱诱导下的生理响应及其耐盐机制、对重金属的富集规律、修复水体有机污染物和富营养化的潜力,并预测了两种盐生植物在生物修复技术上的发展趋势,以期为今后滨海湿地生态修复提供理论依据。     

塔里木河下游胡杨根际土壤细菌群落多样性分析

采用高通量测序技术,对塔里木河下游不同生长时期(幼龄期、中壮期、过熟期、衰亡期)胡杨根际土壤细菌进行测序,结合典范对应分析(CCA)与Spearman相关性分析,探讨细菌群落组成与环境因子的相关性。结果表明:(1)土壤样品共获得7287个操作分类单元(OTUs),经过对比鉴定共得到73门,165纲,339目,454科,651属和205种。(2)胡杨根际土壤细菌群落丰富度和多样性随生长时期表现为先增加后降低的趋势,而不同生长时期间无显著差异。(3)胡杨根际细菌群落主要的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、unidentified_Bacteria、Halobacterota,优势细菌属为海杆菌属(Marinobacter)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)、Woeseia,相较于门分类学水平,细菌群落组成在属水平上存在较大差异,不同生长时期胡杨根际细菌群落的优势菌属不同。(4)不同生长时期胡杨根际土壤细菌群落组成可分为两大类,中壮期与衰亡期的土壤样品聚为一类,幼龄期与过熟期的土壤样品聚为一类。(5)CCA分析表明土壤含水量、全钾、总盐、pH是显著影响胡杨根际土壤细菌群落组成的环境因子(P0.05)。研究结果为丰富干旱区根际微生物的研究、探讨干旱区植物-微生物之间的相互作用提供科学依据。     

石油污染湿地土壤生物修复研究进展

从石油污染湿地土壤生物修复的植物修复、微生物修复和植物—微生物联合修复3方面综合阐述了国内外该领域的研究现状。在采用植物进行石油污染湿地修复时,选择湿地环境下典型植物或者能适应湿地特殊环境的植物品种是常用的也是有效的方法之一。在采用微生物进行石油污染湿地修复时,主要通过投加外源微生物和改变环境因素或施加营养元素刺激土著微生物等方式。植物—微生物联合修复石油污染湿地的方法,则是利用微生物自身作用促进植物生长,从而增加植物吸收、降解污染物的能力。由于植物或微生物的生长对污染物浓度有一个耐受极限,植物和微生物修复的效果主要取决于石油污染物浓度。为此,将湿地的石油污染浓度降到植物—微生物可降解范围内,并提高联合修复的降解效率,将是今后石油污染湿地土壤生物修复研究的重点。     

湿地植物内生细菌多样性研究进展

湿地植物内生细菌作为一种新型微生物资源,在维持湿地生态系统平衡中发挥重要作用。内生细菌系统分布于湿地植物的不同组织部位,具有丰富的物种多样性及污染物降解、非豆科固氮、促进植物生长和生物防治等功能。在湿地生态系统中,内生细菌在宿主植物体内受植物组织保护而免于外界恶劣环境干扰,更易发挥生物功能。综述了湿地植物内生细菌的概念、物种、分布和功能多样性,探讨了内生细菌在研究中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

石油污染湿地中长链烷烃的微生物降解研究进展

综合阐述了石油污染湿地长链烷烃的微生物降解研究的国内外进展。对长链烷烃的微生物降解机制、影响微生物降解长链烷烃的湿地环境要素、生物表面活性剂和群落结构及近十几年微生物降解长链烷烃的研究等进行了系统讨论。综述表明,从生理生化观察到分子生物学的引入,微生物降解长链烷烃有了突破性的进展;从分子角度来看,好氧微生物和厌氧微生物对长链烷烃不同的降解机制,决定于各自起关键作用的酶;随着长链烷烃降解酶基因序列的确定,基因工程菌成为长链烷烃降解微生物的研究热点;构建出环境适应性强且长链烷烃降解效率高的基因工程菌或者群落,可以有效地应用于石油污染湿地。针对不同石油污染湿地类型,提出相应的修复方案。在采用微生物修复法进行石油污染湿地修复时,应充分考虑湿地生态系统的环境特点和石油污染实际情况。目前,完善长链烷烃降解酶基因库仍是微生物降解长链烷烃的重要研究内容。     

塔里木河下游柽柳灌丛土壤真菌群落结构及多样性分析

土壤真菌群落对干旱区土壤生态系统功能的维持具有重要作用。为研究新疆干旱地区柽柳沙包和非沙包土壤理化性质对土壤真菌群落结构的影响,该实验采集了塔里木河下游英苏断面附近沙包柽柳灌丛和非沙包柽柳灌丛的冠幅内部、冠幅边缘和灌丛边缘3个位置的土壤,基于高通量测序对沙包柽柳灌丛和非沙包柽柳灌丛土壤真菌群落结构及功能进行初步研究,结合土壤理化性质,分析沙包和土壤因素对土壤真菌群落结构和功能的综合影响。结果表明:(1)土壤p H、速效钾、全钾、铵态氮、速效磷在柽柳灌丛的不同位置存在显著性差异,而土壤含水量、电导率、总盐、有机质、全氮、全磷、硝态氮在整个柽柳灌丛中均无显著性差异。(2)该区域柽柳灌丛土壤真菌分为1界,14门,48纲,110目,227科,410属,557种。在门水平上,子囊菌门、担子菌门和被孢霉门为该区域柽柳灌丛主要的优势菌门,在属水平上,链格孢属、曲霉属、Stolonocarpus、刺盘孢属、unidentified_Saccharomycetales_sp、裸子囊菌属为柽柳灌丛的主要优势菌属。(3)通过分析土壤理化因子与土壤真菌群落的关系,发现全氮、速效钾、铵态氮是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子,全磷与曲霉属、Microthelia、裸子囊菌属、Phialosimplex均呈显著正相关关系,全氮与链格孢属呈显著正相关关系。(4)基于FUNGuild真菌功能预测,在柽柳灌丛中共检测到腐生、共生、病理3类营养型和5类互有交叉营养型功能菌群,其中腐生营养型(30.0%)功能真菌在柽柳灌丛中占据主导优势,其次是病理-腐生-共生营养型(10.6%)、病理-共生营养型(5.9%)、共生营养型(4.3%)在柽柳灌丛中占据一定的优势。(5)研究发现柽柳沙包和柽柳冠幅对土壤养分和土壤真菌的富集效应不明显,但在沙包冠幅内功能真菌与其它组存在明显差异,说明柽柳灌丛沙包和冠幅的综合效对土壤真菌功能组成有较大的影响。     

沙漠生物土壤结皮演替对微生物群落结构和土壤酶活力的影响

为了解沙漠生物土壤结皮（BSCs）演替过程中微生物群落结构及土壤酶活力变化特征,以库布齐沙漠不同演替阶段BSCs（对照样地、藻结皮、藻藓混生结皮和藓结皮）为研究对象,通过高通量测序分析BSCs中细菌、固氮菌和真菌群落组成、多样性以及土壤酶活力变化,探讨不同演替阶段BSCs对土壤微生物群落结构和土壤酶活力的影响。结果表明：随BSCs演替等级提高,优势细菌由蓝细菌门（对照样地：36.1%;藻结皮：46.9%;藻藓混生结皮：30.7%）转变为变形菌门（藓结皮：36.2%）;优势固氮菌由伪枝藻属（藻结皮：80.2%）转变为斯科曼氏球菌属（藓结皮：60.6%）;真菌担子菌门丰度（藻结皮：1.0%;藻藓混生结皮：5.0%;藓结皮：13.5%）随BSCs正向演替逐渐提高。藓结皮中细菌、固氮菌和真菌特有OTU数量较对照样地、藻结皮和藻藓混生结皮分别提高1.8～8.3、1.9～33.0倍和1.8～33.0倍;沙漠BSCs正向演替阶段微生物多样性提高顺序为固氮菌>细菌>真菌;土壤微生物多样性增加显著提高了土壤参与碳、氮循环的纤维素酶、蔗糖酶和脲酶活力（P<0.05）。随着沙漠BSCs演替...     

内蒙古河套灌区湿地芦苇根际可培养细菌多样性

以内蒙古河套灌区湿地植物芦苇(Phragmites australis)根际土壤为材料,采用分离培养法对天然湿地和退化湿地的芦苇根际细菌多样性进行了研究。16SrRNA基因系统发育分析的结果显示,分离自天然湿地芦苇根际的45株细菌分属于γ-变形菌纲(44.44%)、厚壁菌门(Firmicutes)(42.22%)和放线菌门(Actinobacteria)(13.33%)3大类群,其中,γ-变形菌纲为最优势类群,芽孢杆菌属(Bacillus)(42.2%)为最优势菌属;分离自退化湿地芦苇根际的44株细菌分属γ-变形菌纲(13.63%)、β-变形菌纲(6.82%)、厚壁菌门(47.73%)及放线菌门(Actino-bacteria)(31.82%)4大类群,其中厚壁菌门为最优势类群,芽孢杆菌属(40.9%)为最优势菌属。研究结果表明,天然湿地和退化湿地芦苇根际细菌都具有较丰富的多样性,但天然湿地与退化湿地芦苇根际细菌群落结构存在一定差异。     

生态恢复下湿地土壤微生物研究进展

随着社会经济的发展,湿地破坏日趋严重,退化湿地生态恢复成为当前科学研究的热点。土壤微生物在调控湿地生物地球化学过程和维持生态系统功能等方面均起着十分重要的作用。探讨湿地土壤微生物在生态恢复下变化及响应机制,有利于认识湿地生态系统恢复过程。通过对湿地生态恢复下土壤微生物群落结构、土壤微生物量、土壤酶活性和微生物降解功能等几个方面进行研究综述,提出了当前利用土壤微生物在恢复湿地方面存在的问题,并对湿地生态恢复后土壤微生物的进一步研究提出几个需要注意的方面,对今后土壤微生物湿地修复方面的研究具有一定的参考价值。     

浸种对兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）根际土壤微生物区系的影响

为研究种子表面消毒处理对兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）根际土壤微生物群落结构的影响,寻找调控植株生长的关键细菌与真菌类群,本研究采用二代测序技术（NGS）分析了种球浸种处理后百合植株苗期根际土壤细菌及真菌微生物区系的变化。结果表明：浸种处理显著增加土壤细菌丰度,改变土壤真菌和细菌微生物群落结构。真菌Penicillium相对丰度显著增加,Microascus、Chaetomium相对丰度显著降低;Proteobacteria及其成员属Devosia、Mesorhizobium、Pseudarthrobacter相对丰度显著降低。Flavobacterium和Jatrophihabitans相对丰度显著增加。浸种处理诱导百合幼苗根际土壤真菌与细菌微生物群落结构发生改变,益生真菌Penicillium及其种P.aurantiogriseum,益生细菌Flavobacterium、Jatrophihabitans富集,有害细菌Devosia减少,提高土壤健康性,促进百合幼苗生长。     

干旱风沙区植被重建初期对土壤微生物群落结构的影响

为揭示干旱风沙区植被重建对土壤微生物群落结构的影响,以乌海至玛沁高速公路腾格里沙漠段生态防护体系的植被重建区土壤为研究对象,以流动沙丘为对照,运用高通量测序技术研究植被重建区土壤微生物群落结构随植被恢复重建的变化特征。结果表明：植被重建区与流沙区土壤微生物群落组成相似,均以放线菌门（58.53%~67.85%）、变形细菌门（16.53%~19.68%）等为优势类群;优势菌属包括诺卡氏菌属、甲基柔膜菌属、微红微球菌属和微枝型杆菌属。与流沙区对照相比,植被重建区显著增加了土壤大部分菌门相对丰度和多样性。植被恢复重建后土壤pH、电导率及盐分含量降低;土壤微生物量磷（MBP）、土壤微生物量碳（MBC）与土壤微生物量碳氮比（MBC:MBN）在植被重建区浅层土壤（0~5 cm、 5~10 cm和10~20 cm）显著高于流沙区。因此,对于沙漠公路生态防护体系而言,植被重建能显著改善其浅层土壤养分状况、微生物相对丰度和多样性水平,是改善沙漠生态环境的重要措施。     

水盐梯度下黄河三角洲湿地植被空间分异规律的定量分析

三角洲湿地植被的形成和分布同时受水深、土壤含盐量两个环境因子的作用。采用模糊数学排序方法分析了黄河三角洲湿地植被在水深、土壤含盐量两个环境梯度下的空间分异规律。结果表明,由TWINSPAN划分而得到的8个植被类型在模糊数学排序图中有各自的分布范围,界线明显。以穗状狐尾藻(Myriophyllum spica-tum)等水生植物为优势种的群落分布在排序图的左上部,为黄河三角洲湿地高水深、低盐分地区;以柽柳(Tam-arix chinensis)、翅碱蓬(Suaeda heteroptera)等典型盐生植物为优势种的群落分布在排序图的右下部,为黄河三角洲的低水深、高盐分地区;其他以芦苇(Phragmites australis)、荻(Triarrhena sacchariflora)、旱柳(Salix matsudana)等为优势种的群落分布在排序图的中部。利用Gini-Simpson指数,在模糊数学排序图中分析了植物物种多样性随水深、土壤含盐量梯度的空间变化,结果表明,高水深、低盐分和低水深、高盐分地区植物物种多样性均较低,而二者过渡区域植物物种多样性较高。     

拉萨河流域青稞系统土壤微生物群落对多幅度增温的响应（英文）

目前有关青藏高原农田土壤微生物量及群落组成对实验增温的响应还未见报道。2014年5月,在西藏的一个青稞田布设了三个增温梯度实验(即对照、低幅度增温和高幅度增温)。低幅度增温和高幅度增温分别显著提高了土壤15cm深处的土壤温度1.02℃和1.59℃。2014年9月14日,对青稞田0–10 cm和10–20 cm的土壤进行了取样,之后通过磷脂脂肪酸法分析了土壤微生物群落组成。低幅度增温没有显著影响0–10cm和10–20cm的土壤总磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比、革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比、土壤微生物群落组成;高幅度增温显著增加了土壤0–10 cm的74.4%的土壤总磷脂脂肪酸、78.0%的真菌、74.0%的细菌、66.9%的丛植菌根真菌、81.4%的放线菌、67.0%的革兰氏阳性细菌、74.4%的革兰氏阴性细菌,高幅度增温显著改变了0–10 cm的土壤微生物群落组成。高幅度增温对土壤10–20cm的土壤微生物群落组成、总的磷脂脂肪酸量、真菌、细菌、丛植菌根真菌、放线菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、原生动物、真菌与细菌比以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比也都无显著影响。因此,土壤微生物群落组成对西藏青稞田实验增温的响应与增温幅度有关。     

湿地生态系统土壤微生物研究进展

微生物是湿地生态系统不可缺少的成员,对湿地生态系统中物质转化、能量流动起着重要作用.综述了国内外湿地土壤微生物研究的现状,总结了湿地土壤微生物研究主要的几个方面,包括土壤微生物的群落结构研究、代谢活性研究和生态学功能的研究.对天然湿地土壤微生物群落、功能以及多样性研究提出了展望.     

荒漠草原2种植物群落土壤微生物及土壤酶特征

测定和分析了甘肃省金昌市金川区荒漠草原土壤微生物数量、微生物生物量和土壤酶活性。结果表明：同层土壤3大类微生物（真菌、细菌和放线菌）数量、土壤微生物量碳和氮含量及4类土壤酶（蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）活性均表现为盐爪爪（Kalidium foliatum）群落大于骆驼刺（Alhagi sparsifolia）群落,而土壤微生物量磷含量相反;同一植物群落,不同层土壤微生物数量（除骆驼刺群落中的真菌亚表层最高外）、土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性（除骆驼刺群落中脲酶呈现高-低-高-低趋势外）均呈现随土层的加深而降低的趋势;金川区荒漠草原不同植物群落不同空间层次土壤微生物数量、微生物生物量和各种酶之间有不同程度的相关性。