不同植被对桂西北岩溶地区土壤微生物多样性的影响
Effects of Different Vegetation on Soil Microbial Diversity in Karst Area of Northwest Guangxi

DOI: 10.12677/HJAS.2021.117090, PP. 658-677

Keywords: 桂西北岩溶地区，乡土树种，外来树种，土壤肥力，土壤微生物多样性
Karst Area in Northwest Guangxi, Native Tree Species, Exotic Tree Species, Soil Fertility, Soil Microbial Diversity

Full-Text   Cite this paper   Add to My Lib

Abstract:

为研究不同植被对桂西北岩溶地区土壤微生物多样性的影响，选取了桂西北岩溶地区乡土树种枫香、青檀、任豆、柏木为优势种的植被，以及外来树种桉树、湿地松为优势种的植被作为研究对象，利用常规化学分析与分子微生物相结合的研究方法，分析不同植被对土壤肥力及土壤微生物多样性的影响。结果表明：长期种植外来树种会使土壤理化性质恶化，影响土壤微生物的群落结构和物种多样性，乡土树种样地的土壤优势菌为变形菌门，外来树种样地的土壤优势菌为酸杆菌门；以乡土树种为优势种的样地，其土壤肥力、土壤微生物多样性均高于外来树种。综合考虑不同树种对岩溶地区土壤养分和土壤微生物群落结构的影响，可以将任豆、柏木、青檀等乡土树种作为桂西北岩溶地区植被恢复和石漠化治理的优良先锋树种。
In order to study the influence of different vegetation on the soil microbial diversity in the karst areas of northwest Guangxi, the vegetation with dominant species of native tree species Liquidambar formosana, Pteroceltis tatarinowii, Zenia insignis, and Cupressus funebris in karst areas of northwestern Guangxi, and vegetation with dominant species of Eucalyptus robusta and Pinus elliottii were selected as the research objects. Research methods combining conventional chemical analysis and molecular microbes are used to analyze the effects of different vegetation on soil fertility and soil microbial diversity. The results show that longterm planting of exotic tree species will deteriorate the physical and chemical properties of the soil and affect the community structure and species diversity of soil microorganisms. The dominant soil bacteria in the native tree species plot is the Proteobacteria, and the soil dominant bacteria in the exotic tree species plot is the Acidobacteria; The sample plot with native tree species as the dominant species has higher soil fertility and soil microbial diversity than exotic tree species. Considering the effects of different tree species on soil nutrients and soil microbial community structure in karst areas, native tree species such as Zenia insignis, Cupressus funebris, and Pteroceltis tatarinowii can be used as excellent pioneer trees for vegetation restoration and karst rocky desertification control in karst areas in Northwest Guangxi.

References

[1]	袁道先. 岩溶石漠化问题的全球视野和我国的治理对策与经验[J]. 草业科学, 2008, 25(9): 19-25.
[2]	岳坤前. 中国南方典型石漠化区地下水土流失防治技术初步研究与示范[D]: [硕士学位论文]. 贵阳: 贵州师范大学, 2016.
[3]	国家林业和草原局. 中国岩溶地区石漠化状况公报(简版)[N]. 人民日报, 2018-12-14(12).
[4]	江正洋. 广西河池市石漠化片区的治贫对策[J]. 经济研究参考, 2018(17): 43-46..
[5]	周桔, 雷霆. 土壤微生物多样性影响因素及研究方法的现状与展望[J]. 生物多样性, 2007, 15(3): 306-311.
[6]	袁仁文, 刘琳, 张蕊, 范淑英. 植物根际分泌物与土壤微生物互作关系的机制研究进展[J]. 中国农学通报, 2020, 36(2): 26-35.
[7]	崔涵. 山东农田重金属健康风险及其与土壤微生物丰度相关性的研究[D]: [硕士学位论文]. 济南: 山东大学, 2018.
[8]	涂佳. 泡桐人工林土壤质量评价与施肥对土壤微生物特征的影响[D]: [博士学位论文]. 长沙: 中南林业科技大学, 2018.
[9]	董梅. 生物参数作为土壤健康评价指标体系研究[J]. 上海蔬菜, 2015(6): 4-6.
[10]	刘伊, 陈蕾. 生态文明语境下广西石漠化问题探析[J]. 西安文理学院学报(社会科学版), 2009, 12(4): 61-63.
[11]	孙全民, 吴慧玲, 吴曼菲. 广西石漠化环境影响因素及其生态治理研究[J]. 环境保护与循环经济, 2018, 38(10): 45-48+58.
[12]	覃勇荣, 苏盛, 黄小梅, 白新高, 牟光福. 不同植被对石漠化地区土壤微生物数量的影响[J]. 河池学院学报, 2016, 36(5): 1-8.
[13]	刘旭辉, 覃珊, 覃勇荣, 叶美凤, 潘振兴. 不同植被对石漠化地区土壤纤维素分解酶活性的影响[J]. 中国农学通报, 2010, 26(18): 335-340.
[14]	刘旭辉, 覃勇荣, 周振旺, 张康, 潘振兴, 刘倩, 等. 不同植被对广西石漠化地区土壤有机质的影响[J]. 中国农学通报, 2009, 25(18): 394-398.
[15]	高飞, 李昌伟, 于跃跃, 李宏明. 改进电位法测定土壤pH方法的探讨[J]. 中国农技推广, 2014, 30(7): 41-43.
[16]	赵立红, 刘亚丽. 两种酸介质与国标方法测定土壤全磷的对比[J]. 光谱实验室, 2009, 26(2): 320-323.
[17]	谢学俭, 陈晶中, 王正梅, 汤莉莉. 土壤速效氮速效磷指标测定方法研究[J]. 江苏农业科学, 2007(5): 235-237+251.
[18]	张薇, 付昀, 李季芳, 孟霞, 杨君. 基于凯氏定氮法与杜马斯燃烧法测定土壤全氮的比较研究[J]. 中国农学通报, 2015, 31(35): 172-175.
[19]	贺毅. 扩散法测定土壤中的水解性氮[J]. 华北自然资源, 2020(2): 95-97+100.
[20]	王敏. 碱熔-火焰光度法测定土壤全钾应注意的问题[J]. 辽宁林业科技, 2016(6): 75-76.
[21]	栾慧, 高一娜, 刘红, 王美玉, 郭淑杰, 程晓丽, 等. 土壤速效钾测定方法的影响因素[J]. 绿色科技, 2016(16): 159-160.
[22]	鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.
[23]	Douglas, W.F., Bing, M., Pawel, G., Sengamalay, N., Ott, S., Brotman, R.M., et al. (2014) An Improved Dual-Indexing Approach for Multiplexed 16S rRNA Gene Sequencing on the Ilumina MiSeq Platform. Microbiome, 2, Article No. 6. https://doi.org/10.1186/2049-2618-2-6
[24]	Magoc, T. and Salz-berg, S. (2011) FLASH: Fast Length Adjustment of Short Reads to Improve Genome Assemblies. Bioinformatics, 27, 2957-2963. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr507
[25]	Wang, Q., Garrity, G.M., Tiedje, J.M. and Cole, J.R. (2007) Naive Bayesian Classifier for Rapid Assignment of rRNA Sequences into the New Bacterial Taxonomy. Ap-plied and Environmental Microbiology, 73, 5261-5267. https://doi.org/10.1128/AEM.00062-07
[26]	张勇, 庞学勇, 包维楷, 尤琛, 汤浩茹, 胡庭兴. 土壤有机质及其研究方法综述[J]. 世界科技研究与发展, 2005, 27(5): 72-78.
[27]	张建兵, 蔡芸霜, 冯春梅, 盛凯, 李宛怡, 汪军能, 等. 广西滨海农田土壤养分特征及其与我国主要沿海区域土壤养分的比较[J]. 安徽农业科学, 2019, 47(9): 55-59.
[28]	任丽娟, 赵连生, 陈雅坤, 王建平, 卜登攀. 基于主成分分析和聚类分析方法综合评价东北地区不同品种全株玉米青贮饲料的青贮品质[J]. 动物营养学报, 2020, 32(8): 3856-3868.
[29]	宋艳红, 史正涛, 王连晓, 冯泽波. 纳板河流域不同植被类型下土壤肥力综合评价[J]. 上海农业学报, 2018, 34(4): 29-35.
[30]	唐健, 覃祚玉, 王会利, 邓小军, 石媛媛, 农必昌. 广西杉木主产区连栽杉木林地土壤肥力综合评价[J]. 森林与环境学报, 2016, 36(1): 30-35.
[31]	方海涛, 李文英. 基于因子分析的广东省城市综合经济实力评价[J]. 改革与开放, 2020(3): 6-8.
[32]	邓大豪, 邓涛, 周游, 汪军, 杨腊英, 郭立佳, 等. 不同品种香蕉种植地土壤微生物多样性及其对土壤理化性质的响应[J]. 热带作物学报, 2019, 40(9): 1858-1864.
[33]	李万星, 李丹, 靳鲲鹏, 李小霞, 曹晋军, 刘永忠. 晋东南旱作区玉米秸秆不同覆盖方式下土壤微生物多样性变化[J]. 北方农业学报, 2019, 47(4): 40-46.
[34]	高秀宏, 李敏, 卢萍, 吕桂芬, 牛艳芳. 呼和浩特市大青山白桦根际土壤细菌群落结构研究[J]. 生态学报, 2019, 39(10): 3586-3596.
[35]	杨广容, 马燕, 蒋宾, 马会杰, 谢瑾, 吕才有, 等. 基于16S rDNA测序对茶园土壤细菌群落多样性的研究[J]. 生态学报, 2019, 39(22): 8452-8461.
[36]	杜滢鑫, 谢宝明, 蔡洪生, 唐璐, 郭长虹. 大庆盐碱地九种植物根际土壤微生物群落结构及功能多样性[J]. 生态学报, 2016, 36(3): 740-747.
[37]	李晓娜, 王超, 张微微, 赵春桥, 史瑞双, 薛瑞彬, 等. 京郊荒滩地短期植被恢复对土壤理化性质及微生物群落结构的影响[J]. 水土保持学报,2019, 33(5): 343-348+357.
[38]	Pankratov, T.A., Ivanova, A.O., Dedysh, S.N. and Liesack, W. (2011) Bacterial Populations and Environmental Factors Controlling Cellulose Degradation in an Acidic Sphagnum Peat. Environmental Microbiology, 13, 1800-1814. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2011.02491.x
[39]	张小青. 荒漠植被土壤细菌群落结构与多样性研究[D]: [硕士学位论文]. 呼和浩特: 内蒙古大学, 2019.
[40]	左锐, 李桥, 孟利, 杨洁, 翟远征, 王金生, 等. 地下水波动带中细菌群落结构与水质响应关系[J]. 中国环境科学, 2020, 40(4): 1687-1697.
[41]	张健飞, 王淳, 徐雯雯, 黄选瑞, 张志东. 华北落叶松不同代际人工林土壤养分及细菌群落变化特征[J]. 北京林业大学学报, 2020, 42(3): 36-45.
[42]	陈雪花, 杨静. 祁连山东部不同退化草地土壤细菌群落与环境因子的关系研究[J]. 西部林业科学, 2020, 49(1): 1-8+15.
[43]	王学春, 王红妮, 陶诗顺. 川西南丘陵区人工桉树林土壤养分与水分变迁规律[J]. 东北林业大学学报, 2014, 42(9): 66-71.
[44]	王克林, 岳跃民, 陈洪松, 吴协保, 肖峻, 祁向坤, 等. 喀斯特石漠化综合治理及其区域恢复效应[J]. 生态学报, 2019, 39(20): 7432-7440.
[45]	谭长强, 彭玉华, 申文辉, 何琴飞, 郑威, 何峰. 广西都安地区5种森林类型土壤机械组成及其肥力比较[J]. 生态科学, 2017, 36(2): 119-125.
[46]	杨兴, 庞鑫, 曹卓冰, 彭培好, 谢成晟, 李伟. 模拟降雨条件下工程边坡土壤磷素流失特征[J]. 水土保持通报, 2020, 40(1): 24-29+42.
[47]	Xun, W., Zhao, J., Xue, C., Zhang, G., Ran, W., Wang, B., et al. (2015) Significant Alteration of Soil Bacterial Communities and Organic Carbon Decomposition by Different Long-m Fertilization Management Condi-tions of Extremely Low-Roductivity Arable Soil in South China. Environmental Microbiology, 18, 1907-1917. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13098
[48]	杜鄂巍, 王妍, 孙建茹, 闫静, 张风娟. 不同植物对黄顶菊根际土壤微生物和土壤养分的影响[J]. 生物安全学报, 2019, 28(4):292-300.
[49]	宋凤鸣, 刘建华, 刘登彪, 史正军, 王文明. 3种丛枝菌根真菌对任豆生长和抗旱性的影响研究[J]. 西南林业大学学报(自然科学), 2018, 38(6):97-105.
[50]	曾铮, 曾文明. 青檀群落特征及根系形态特征研究[J]. 湖南林业科技, 2018, 45(4): 49-53+60.

Full-Text