元江干热河谷区不同土地利用方式土壤细菌多样性研究

论文摘要

土壤微生物能够直接或间接地参与全部的土壤过程,在生态系统物质循环和能量转换中起着关键作用。然而,不同生态系统和环境中土壤微生物多样性的影响因素和控制机制是不确定的。因此,本研究在元江典型干热河谷区选择林地、园地和农地三种土地利用方式,在每种土地利用方式下沿海拔梯度<600m,600-700m,700-800m和>800 m进行土壤样品的采集。利用Illumina HiSeq第二代高通量基因测序技术对土壤细菌16S rDNA进行测序。采用单因素方差分析、分子方差分析、斯皮尔曼等级相关分析、典型关联分析、冗余分析、以及结构方程模型等多种统计方法分析不同土地利用方式土壤细菌群落组成以及细菌多样性的变化特征及其影响因素。主要研究结果如下:（1）在每个海拔梯度上,土壤细菌OTU（Operational Taxonomic Units）的数量大小顺序均表现为林地>农地>园地,并且都只在林地和园地之间表现出显著的差异（p<0.05）。三种土地利用方式的土壤细菌OTU在<600 m或600-700 m的海拔上最大。在所有土壤样品中,优势细菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）,占土壤细菌序列的75%以上。（2）不同土地利用之间的土壤细菌群落结构在海拔梯度上表现出不同的差异。林地的土壤细菌群落结构,除600-700 m与700-800 m外,其他海拔梯度之间都表现出显著的差异（p<0.05）;园地的土壤细菌群落结构除<600 m与>800 m、700-800 m与>800 m之间没有显著差异外,其它海拔梯度之间都表现出了显著的差异（p<0.05）。农地的土壤细菌群落结构在四个海拔梯度之间没有表现出显著的差异（p<0.05）。在<600 m和600-700 m的海拔梯度上,土壤细菌群落结构在林地、园地和农地三种土地利用之间都表现出显著的差异（p<0.01）。（3）林地土壤细菌的Shannon与Simpson指数都表现出随海拔增加而减少的趋势,但随海拔的增加ACE与chao1指数没有表现出明显的趋势;农地土壤细菌只有Simpson指数表现出随海拔增加而增加的趋势;园地的4个α多样性指数随海拔的增加没有表现出明显的趋势。在<600 m,600-700 m,700-800 m的梯度上,土壤细菌的Shannon、Simpson、ACE指数的大小顺序都表现为林地>农地>园地。（4）冗余分析（RDA）表明,土地利用是干热河谷区土壤细菌α多样性指数的主控因子。结构方程模型（SEM）分析表明,土壤pH和土壤速效钾含量都可以直接对土壤细菌Shannon和ACE指数产生显著的影响。典型关联分析表明,林地、园地和农地的土壤细菌群落结构主要受土壤水分、土壤容重、粉粒、C/N的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究进展
•     1.2.1 土壤微生物多样性的影响因素
•     1.2.2 土壤微生物多样性主要测定方法
•     1.2.3 国内外重要研究计划及研究的局限性
•   1.3 研究目标及内容
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
• 第二章 研究区概况及方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 样带的设置以及土样的采集
•   2.3 土壤理化性质的测定
•   2.4 DNA提取,PCR扩增和测序方法
•   2.5 数据分析方法
•   2.6 技术路线
• 第三章 元江干热河谷区不同土地利用方式土壤细菌组成及分布特征
•   3.1 不同土地利用方式土壤细菌OTU数目及组成
•   3.2 不同土地利用方式土壤细菌分布特征
•     3.2.1 土壤细菌组成在海拔上的分布特征
•       3.2.1.1 OTU
•       3.2.1.2 相对丰度
•     3.2.2 同一海拔梯度不同土地利用方式土壤细菌分布特征
•       3.2.2.1 OTU
•       3.2.2.2 相对丰度
•     3.2.3 不同土地利用方式土壤优势细菌门的差异性分析
•       3.2.3.1 土壤优势细菌门在海拔梯度上的差异性分析
•       3.2.3.2 同一海拔梯度不同土地利用方式土壤优势细菌门的差异性分析
•   3.3 不同土地利用方式土壤细菌组间群落结构差异
•     3.3.1 土壤细菌群落结构在海拔梯度上的差异
•     3.3.2 同一海拔梯度不同土地利用方式土壤细菌群落结构的差异
•   3.4 讨论
• 第四章 元江干热河谷区不同土地利用方式土壤细菌多样性分析
•   4.1 土壤细菌多样性在海拔梯上的分布特征
•   4.2 同一海拔梯度不同土地利用方式土壤细菌多样性的比较
•   4.3 讨论
• 第五章 元江干热河谷区不同土地利用方式土壤理化性质
•   5.1 不同土地利用方式土壤理化性质
•   5.2 讨论
• 第六章 元江干热河谷区土壤细菌组成及多样性影响因子分析
•   6.1 环境因子对土壤细菌组成的影响分析
•   6.2 环境因子和细菌群落结构的典型关联分析
•   6.3 土壤细菌α多样性的影响因子分析
•     6.3.1 土壤细菌α多样性的主控因子
•     6.3.2 土壤细菌α多样性与环境因子的相互作用关系
•   6.4 讨论
• 第七章 结论与研究展望
•   7.1 结论
•   7.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何白云

导师: 段兴武,荣丽

关键词: 土壤细菌多样性,土壤细菌群落结构,土地利用方式,干热河谷

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农业基础科学,农艺学

单位: 云南大学

基金: 国家自然科学基金项目“典型干热河谷区土壤水分时空分异规律及主控因子研究”(资助号:41401614)

分类号: S154.3

总页数: 72

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