青藏高原草甸土壤微生物多样性对分解功能稳定性的影响
摘要：在模拟胁迫（加热45℃的）条件下，以土壤呼吸和土壤酶活表征土壤生态系统功能，采用室内培养试验研究微生物多样性对土壤生态系统功能稳定性的影响。结果表明，热胁迫下，高多样性水平微生物多样性下降，但存在一定的功能冗余，低多样性水平微生物对热胁迫较敏感，土壤功能发生显著变化。土壤累计碳矿化，不同微生物群落具有相似的分解功能，但高多样性水平下的微生物在热胁迫下维持生态系统功能稳定性中起重要的作用。PCA分析表明热胁迫后，微生物酶活性尽管存在一定的波动，但主要差异还是由微生物多样性决定。因而，了解环境变化下多样性土壤功能稳定性的贡献对于揭示土壤生态系统功能稳定性机制具有重要意义。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1供试材料 2
1.2试验设计 3
1.3分析指标3
1.4数据分析方法5
2 结果与分析5
2．1 加热胁迫下不同多样性微生物对可溶性有机物的影响5
2．2 加热胁迫下不同多样微生物对群落结构的影响7
2．3加热胁迫下不同多样性微生物对土壤分解功能的影响7
3 讨论10
3．1 热胁迫下不同多样性微生物土壤资源的变化情况10
3．2 热胁迫下不同多样性微生物群落结构的变化情况10
3．3 热胁迫下不同多样性微生物群落功能的变化情况10
致谢11
参考文献12 青藏高原高寒草甸土壤微生物多样性对分解功能稳定性的影响
引言
近年来，有关生物多样性与生态系统功能稳定性关系的研究成为人们关注的焦点，尤其，土壤微生物群落的多样性和复杂性对环境胁迫下土壤生态系统生态功能有重要贡献（Kieft et al., 1987; Andersen et al., 2010; Nielsen et al., 2011）。环境条件变化下土壤微生物多样性在维持土壤生态系统的稳定性及其在干扰后对土壤生态功能的贡献引起了广泛的关注（Luo et al., 2016; 贺纪正等, 2013）。
作为土壤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
有机质的活性成分和凋落物分解过程中重要的组成部分，土壤微生物在土壤食物网中占有重要地位，以占土壤微生物总量的70%～90%的真菌和细菌为例，它们通过物理和化学反应参与调落物中的有机物质分解（IlievaMakulec et al., 2006; DuPont et al., 2009; Thoden et al., 2011）。同时，土壤酶活性和土壤有机碳矿化是土壤功能稳定性的直接体现。近年来，大量的实验通过对土壤有机碳的碳矿化和土壤酶活性等的研究了解微生物参与调落物分解的作用机理。凋落物分解依赖土壤微生物的酶活性，胞外酶活性越高，土壤有机碳矿化速率越快，凋落物降解越快（葛晓改等, 2014; Alster et al., 2013）。但是迄今为止，热胁迫下，微生物多样性对分解功能的影响研究报告较少，涉及青藏高原高寒草甸土壤生物的性质更少。
早期土壤微生物多样性对分解功能稳定性的影响的研究显示，Griffiths等用氯仿熏蒸法降低土壤微生物多样性，稳定培养后再施加不同胁迫处理（铜和加热），结果表明恢复后，多样性低的微生物对凋落物分解速率也较低（Griffiths et al., 2000）。而Strickland等关于微生物群落组成的功能，发现在相同的环境中，微生物群落分解凋落物的速率是不等效的（Strickland et al., 2009）。因此通过测定参与土壤关键生化过程的酶活性和凋落物分解速率等表征功能稳定性的指标，来了解土壤微生物多样性在热胁迫下维持生态系统稳定性的贡献。
长期以来，青藏高原的生态环境随着人口迁移、过度放牧、施肥等因素影响，其高原生物多样性正面临空前的破坏和毁灭。出于对青藏高原生物多样性丧失可能引发的如生态系统服务功能下降和生态系统可持续性降低等影响，越来越多的研究者关注青藏高原草甸生态系统的生物多样性及其生态系统功能关系。环境胁迫（如高温、干旱和水涝等）在影响土壤生态系统稳定性上扮演着重要的作用。在全球气候变暖的大环境下，青藏高原也正面临气候变暖。据IPCC（2007）报道，预计青藏高原的土壤表面温度的增加将远远高于全球增温的平均水平。同时，通过气候变化对青藏高原植被影响研究发现，近年来青藏高原温度和降水都呈增加趋势，受其年际和季节变化以及地域性差异较大，植被变化的时空差异也较大。因此，选取与高原环境变化直接相关的主要环境因子：温度，通过设置使土壤生物群落和生态功能分化的温度值，来进一步研究全球气候变化下，土壤微生物多样性在热胁迫下对青藏高原高寒草甸土壤生态功能稳定性影响。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 土壤 实验地位于青藏高原东缘兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站玛曲站瓦拉卡村实验点，地理位置为33°59’ N；102°00’ E, 海拔3465m。小区样地为：（1）CK：施用的氮磷肥量为零；（2）高浓度肥样地：持续10年施用氮磷肥120g m2 y1（Yang et al., 2011）。土壤取样深度均为0～20cm，采集的鲜土剔除石块、大中型土壤动物及根茬等残体，阴暗处过2mm筛子，转入塑料袋中，置于4℃冰箱保存待用。土壤的基本理化性质为：
表1 两个土壤基本性质
Table 1 soil basic properties of two soil
Treatment
pH
Soil organic
Carbon
(g/kg)
Total Nitrogen
(g/kg)
Ammonia nitrogen
(mg/kg)
Nitrate nitrogen
(mg/kg)
Total phosphorus (g/kg)
Available phosphorus (mg/kg)
CK
8
32.09
2.98
2.04
18.04
0.66
12.37
NP
7.4
33.19
3.06
2.12
38.08
1.38
388.88
1．2 试验设计
1．2．1 连续稀释法构建微生物多样性
称取未施肥的土壤10kg装袋，送往南京市农科院原子能研究院γ射线（25kGy）辐照灭菌，获得无菌的非生物环境。接种已活化的两种土壤生物群落（未施肥和施肥），然后按（2：1的水土比）制成土壤悬液，取10 ml悬液于90 ml灭菌水按照101，102，103，104，105，106，107，108进行连续稀释。最后将稀释后的土壤悬液，依次对应加入贴好标签的盐水瓶中。接种结束后放置15℃培养箱进行培养，稳定培养10个月。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1供试材料 2
1.2试验设计 3
1.3分析指标3
1.4数据分析方法5
2 结果与分析5
2．1 加热胁迫下不同多样性微生物对可溶性有机物的影响5
2．2 加热胁迫下不同多样微生物对群落结构的影响7
2．3加热胁迫下不同多样性微生物对土壤分解功能的影响7
3 讨论10
3．1 热胁迫下不同多样性微生物土壤资源的变化情况10
3．2 热胁迫下不同多样性微生物群落结构的变化情况10
3．3 热胁迫下不同多样性微生物群落功能的变化情况10
致谢11
参考文献12 青藏高原高寒草甸土壤微生物多样性对分解功能稳定性的影响
引言
近年来，有关生物多样性与生态系统功能稳定性关系的研究成为人们关注的焦点，尤其，土壤微生物群落的多样性和复杂性对环境胁迫下土壤生态系统生态功能有重要贡献（Kieft et al., 1987; Andersen et al., 2010; Nielsen et al., 2011）。环境条件变化下土壤微生物多样性在维持土壤生态系统的稳定性及其在干扰后对土壤生态功能的贡献引起了广泛的关注（Luo et al., 2016; 贺纪正等, 2013）。
作为土壤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
有机质的活性成分和凋落物分解过程中重要的组成部分，土壤微生物在土壤食物网中占有重要地位，以占土壤微生物总量的70%～90%的真菌和细菌为例，它们通过物理和化学反应参与调落物中的有机物质分解（IlievaMakulec et al., 2006; DuPont et al., 2009; Thoden et al., 2011）。同时，土壤酶活性和土壤有机碳矿化是土壤功能稳定性的直接体现。近年来，大量的实验通过对土壤有机碳的碳矿化和土壤酶活性等的研究了解微生物参与调落物分解的作用机理。凋落物分解依赖土壤微生物的酶活性，胞外酶活性越高，土壤有机碳矿化速率越快，凋落物降解越快（葛晓改等, 2014; Alster et al., 2013）。但是迄今为止，热胁迫下，微生物多样性对分解功能的影响研究报告较少，涉及青藏高原高寒草甸土壤生物的性质更少。
早期土壤微生物多样性对分解功能稳定性的影响的研究显示，Griffiths等用氯仿熏蒸法降低土壤微生物多样性，稳定培养后再施加不同胁迫处理（铜和加热），结果表明恢复后，多样性低的微生物对凋落物分解速率也较低（Griffiths et al., 2000）。而Strickland等关于微生物群落组成的功能，发现在相同的环境中，微生物群落分解凋落物的速率是不等效的（Strickland et al., 2009）。因此通过测定参与土壤关键生化过程的酶活性和凋落物分解速率等表征功能稳定性的指标，来了解土壤微生物多样性在热胁迫下维持生态系统稳定性的贡献。
长期以来，青藏高原的生态环境随着人口迁移、过度放牧、施肥等因素影响，其高原生物多样性正面临空前的破坏和毁灭。出于对青藏高原生物多样性丧失可能引发的如生态系统服务功能下降和生态系统可持续性降低等影响，越来越多的研究者关注青藏高原草甸生态系统的生物多样性及其生态系统功能关系。环境胁迫（如高温、干旱和水涝等）在影响土壤生态系统稳定性上扮演着重要的作用。在全球气候变暖的大环境下，青藏高原也正面临气候变暖。据IPCC（2007）报道，预计青藏高原的土壤表面温度的增加将远远高于全球增温的平均水平。同时，通过气候变化对青藏高原植被影响研究发现，近年来青藏高原温度和降水都呈增加趋势，受其年际和季节变化以及地域性差异较大，植被变化的时空差异也较大。因此，选取与高原环境变化直接相关的主要环境因子：温度，通过设置使土壤生物群落和生态功能分化的温度值，来进一步研究全球气候变化下，土壤微生物多样性在热胁迫下对青藏高原高寒草甸土壤生态功能稳定性影响。
1 材料与方法
1．1 供试材料
1．1．1 土壤 实验地位于青藏高原东缘兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站玛曲站瓦拉卡村实验点，地理位置为33°59’ N；102°00’ E, 海拔3465m。小区样地为：（1）CK：施用的氮磷肥量为零；（2）高浓度肥样地：持续10年施用氮磷肥120g m2 y1（Yang et al., 2011）。土壤取样深度均为0～20cm，采集的鲜土剔除石块、大中型土壤动物及根茬等残体，阴暗处过2mm筛子，转入塑料袋中，置于4℃冰箱保存待用。土壤的基本理化性质为：
表1 两个土壤基本性质
Table 1 soil basic properties of two soil
Treatment
pH
Soil organic
Carbon
(g/kg)
Total Nitrogen
(g/kg)
Ammonia nitrogen
(mg/kg)
Nitrate nitrogen
(mg/kg)
Total phosphorus (g/kg)
Available phosphorus (mg/kg)
CK
8
32.09
2.98
2.04
18.04
0.66
12.37
NP
7.4
33.19
3.06
2.12
38.08
1.38
388.88
1．2 试验设计
1．2．1 连续稀释法构建微生物多样性
称取未施肥的土壤10kg装袋，送往南京市农科院原子能研究院γ射线（25kGy）辐照灭菌，获得无菌的非生物环境。接种已活化的两种土壤生物群落（未施肥和施肥），然后按（2：1的水土比）制成土壤悬液，取10 ml悬液于90 ml灭菌水按照101，102，103，104，105，106，107，108进行连续稀释。最后将稀释后的土壤悬液，依次对应加入贴好标签的盐水瓶中。接种结束后放置15℃培养箱进行培养，稳定培养10个月。
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