冰川前沿退縮地土壤微生物多樣性及其演替的比較研究.pdf

1、近些年來，由于全球氣候持續(xù)變暖，平均溫度上升，導(dǎo)致冰川快速退縮，由此暴露出原生的動植物和微生物棲息地，被稱為冰川前沿退縮地。目前對這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的動物、植物演替已經(jīng)有了廣泛地研究，研究者們更加關(guān)注冰川前沿退縮地土壤微生物及其演替。因此，本研究選擇祁連山老虎溝冰川、七一冰川和玉龍雪山玉龍冰川3條冰川前沿退縮地為研究樣地，共采集6個(gè)樣點(diǎn)土壤，運(yùn)用454高通量測序技術(shù)，結(jié)合土壤理化性質(zhì)分析，研究不同冰川前沿退縮地土壤微生物的多樣性及其演替，以

2、及與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系。研究取得以下結(jié)果。
　　1、不同冰川前沿土壤理化性質(zhì)分析表明，研究的3條冰川前沿土壤C、N含量都非常低，其中七一冰川的C（0.043mg/g.dw）、N（0.017mg/g.dw）含量最低。并且這3條冰川土壤的C含量都是隨著冰川前沿退縮地土壤的裸露年代增加呈顯著上升趨勢，N含量與冰川土壤退縮年代沒有相關(guān)性。這3條冰川前沿退縮地土壤都屬于堿性土壤，pH8.19-8.60，與冰川的退縮年代呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3、r>　　2、對3條冰川前沿退縮地土壤微生物物種OTU、Ace指數(shù)、Chao指數(shù)以及Ace/Chao分析表明，老虎溝冰川和七一冰川（大陸性冰川）的細(xì)菌豐富度隨冰川前沿退縮地土壤的裸露年代增加呈上升趨勢；玉龍冰川（海洋性冰川）的細(xì)菌豐富度隨冰川前沿退縮地土壤的裸露年代增加呈下降趨勢。大陸性冰川的真菌豐富度隨冰川前沿退縮地土壤的裸露年代增加呈下降趨勢，而海洋性冰川的真菌豐富度隨冰川前沿退縮地土壤的裸露年代增加呈上升趨勢。
　　3、對不同

4、的冰川前沿退縮地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析表明，3條冰川土壤中共有的細(xì)菌門為變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門（Actinobacteria）、疣微菌門（Verrucomicrobia）、酸桿菌門（Acidobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）、裝甲菌門（Armatimonadetes）、浮霉菌門（Planctomyce

5、tes）等。其中變形菌門、擬桿菌門、放線菌門和酸桿菌門為優(yōu)勢菌門，且變形菌門都是隨著冰川前沿退縮地土壤裸露年代的增加呈下降趨勢。玉龍冰川前沿退縮地土壤特有菌門為產(chǎn)水菌門（Aquificae）和Candidatedivision中的OP11、TM6、WS6。Candidate division中WS3為除玉龍冰川前沿退縮地外在其它2條冰川前沿退縮地土壤中都含有的細(xì)菌類群。Candidate division中OD1為除七一冰川前沿退縮地外

6、在其它2條冰川前沿退縮地土壤中都含有的細(xì)菌類群。對真菌多樣性分析表明，子囊菌門（Ascomycotina）和擔(dān)子菌門（Basidiomycotina）為3條冰川所共有。
　　4、對不同的冰川前沿退縮地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)綱水平的分析表明，6個(gè)土壤樣點(diǎn)中共有的細(xì)菌綱為：α-變形菌菌綱（Alphaproteobacteria）、β-變形菌綱（Betaproteobacteria）、γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）、

7、δ-變形菌綱（Deltaproteobacteria）、放線菌綱（Actinobacteria）、鞘脂桿菌綱（Sphingobacteria）、酸桿菌綱（Acidobacteria）、芽單孢菌綱（Gemmatimonadetes）、Spartobacteria、Armatimonadia、浮霉菌綱（Planctomycetacia）、疣微菌綱（Verrucomicrobiae）等。除老虎溝冰川前沿退縮地外其它2條冰川前沿退縮地土壤中共有

8、的細(xì)菌類群為：硝化螺旋菌綱（Nitrospira）、Subdivision3、熱變形菌綱（Thermoprotei）、Chthonomonadetes等。擬桿菌綱（Bacteroidia）和Negativicutes為七一冰川前沿退縮地特有的細(xì)菌類群并隨著冰川前沿退縮地土壤暴露時(shí)間的增加而逐漸消失。
　　5、將本研究的3條冰川與7條世界其它地區(qū)的冰川進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在門水平上10條冰川退縮地土壤都含有變形菌門、放線菌門、綠彎菌門、酸

9、桿菌門、擬桿菌門、藍(lán)藻菌門、芽單孢菌門、浮霉菌門、裝甲菌門、疣微菌門等，其中變形菌門、放線菌門和擬桿菌門在所有冰川中都存在較多。在綱水平上10條冰川退縮地土壤的共有細(xì)菌綱為α-變形菌綱、β-變形菌綱、放線菌綱、δ-變形菌綱、γ-變形菌綱、酸微菌綱（Acidimicrobiia）、芽單孢菌綱、嗜熱油菌綱（Thermoleophilia）等。其中集球藻亞綱（Synechococcophycideae）、綠彎菌綱（Chloroflexi）、S

10、aprospirae、鞘脂桿菌綱、Solibacteres、Planctomycetia、Armatimonadia、Elusimicrobia、Chthonomonadetes及Candidatedivision中的TM7-1、TM7-3為除McMurdo Dry Valley外其它9條冰川前沿退縮地土壤所共有類群；Acidobacteria-6、Phycisphaerae、Clostridia和Thermomicrobia為除老虎溝

11、冰川前沿退縮地外其它9條冰川前沿退縮地土壤所共有的細(xì)菌類群；Synergistia、Candidatedivision中的Pla3和TG3類群為McMurdo Dry Valley冰川退縮地土壤所特有的細(xì)菌綱。
　　6、對不同冰川前沿退宿地土壤的微生物豐度與土壤理化因子之間的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)老虎溝冰川前沿退縮地土壤細(xì)菌豐度與土壤C、N含量和含水量呈正相關(guān)，與pH值呈負(fù)相關(guān)；真菌豐度與含水量、pH值呈正相關(guān)，與C、N含量呈負(fù)相關(guān)。七

12、一冰川前沿退縮地土壤細(xì)菌豐度與C含量、含水量呈正相關(guān)，與N含量、pH值呈負(fù)相關(guān)；真菌豐度與N含量、pH值呈正相關(guān)，與C含量、含水量呈負(fù)相關(guān)。玉龍冰川前沿退縮地土壤細(xì)菌豐度與N含量、pH值呈正相關(guān)，與C含量、含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；真菌豐度與C含量、含水量呈正相關(guān)，與N含量、pH值呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這3條冰川的細(xì)菌多樣性都是隨著冰川土壤裸露年代的增加呈下降趨勢；而老虎溝冰川前沿退縮地土壤真菌多樣性隨著冰川土壤裸露年代的增加呈上升趨勢，其它2條冰川