东南极企鹅和海豹粪土层细菌群落的变化特征

海洋动物粪土是南极陆地生态系统养分的重要来源,粪土层细菌群落对南极苔原碳、氮循环过程起重要作用,但目前对南极海洋动物粪土层中细菌群落的变化特征却鲜有报道。本文采集了东南极四个企鹅、海豹粪土剖面样品,通过酶活性、微生物量碳、微生物熵、土壤呼吸和DNA浓度测定以及16 S r DNA-DGGE分析,探讨了粪土层中细菌群落变化特征及其与环境因子的关系。土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性、微生物量碳、土壤呼吸和微生物熵随深度增加而递减,而代谢熵增加,表明随深度增加,微生物生存环境恶劣,造成细菌丰度和酶分泌量减小,需更多有机碳进行能量代谢。土壤DNA浓度与pH、含水率、TOC、TN、微生物量碳、土壤呼吸以及酶活性呈高度正相关,表明这些因子对粪土层中细菌种群的丰度有重要影响。DGGE图谱分析证实：东南极海洋动物粪土中含丰富的细菌群落结构,随深度增加泳道带型数量和亮度递减,表明细菌多样性和丰度递减。聚类分析表明：四个剖面随深度泳道带型差异明显,细菌遗传相似性为46%,企鹅、海豹粪土细菌群落差异性尤为明显;发现四个粪土剖面中,细菌丰度与企鹅、海豹粪的相对含量呈协调一致性变化,且表层5cm粪土层细菌丰度最高,表明东南极企鹅和海豹排泄物对土壤中细菌群落多样性变化起重要作用。     

极区鸟粪土中磷酸酶活性变化特征及其影响因素

磷酸酶在土壤生物释磷过程中起着重要作用。本文以极地苔原鸟粪土为研究对象,测定了不同环境条件下土壤剖面中碱性磷酸酶(APA)的活力,研究了APA在土壤中随深度的变化规律,并同步测定了相应土壤中有机碳、总氮、各形态磷、pH,分析了酶活力与这些因子的相关性。结果表明:同一采样点土壤剖面中碱性磷酸酶活力大小呈现一定规律性,最大值出现在表层,且随采样深度的增加而递减,变化范围为1.00—1403.49ppm,平均约为408.31ppm。碱性磷酸酶活性与土壤中有机碳含量(r=0.70,p0.01)、氮含量(r=0.43,p0.01)呈显著正相关性,表明土壤中碳、氮等有机物含量是影响极地苔原土壤磷酸酶活力的主要因素。另外,碱性磷酸酶活性与总磷(r=0.39,p0.05)、无机磷(r=0.40,p0.05)和有机磷(r=0.11,p=0.67)含量也呈正相关性,表明各形态磷在一定程度上也影响着土壤中碱性磷酸酶活力;与土壤中铜含量(r=-0.38,p0.05)和锌含量(r=-0.28,p=0.05)呈显著负相关,表明土壤中Cu、Zn等金属离子对极地苔原土壤磷酸酶活力具有抑制和破坏作用。结果证实土壤磷酸酶活性可作为指示极地土壤肥力的一个重要指标。