闽江河口潮汐沼泽湿地土壤产甲烷菌和硫酸盐还原菌群落结构和丰度的研究

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:liuxuedong0628
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应用PCR-RFLP技术、克隆测序及实时定量PCR技术对闽江河口鳝鱼滩湿地3个不同优势沼泽植被带土壤中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的群落结构、丰度及其空间分布特征进行了研究,同时分析了产甲烷菌和硫酸盐还原菌的群落结构、丰度与土壤理化因子、甲烷产生速率之间的关系。闽江河口芦苇、短叶茳芏、互花米草湿地土壤(0-30cm)中检测到的产甲烷菌类群包括:甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷微菌目(Methanomirobiales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)和甲烷球菌目(Methanococcales)。甲烷微菌目(Methanomirobiales)是闽江河口鳝鱼滩湿地3个优势植被带沼泽湿地的优势类群,暗示闽江河口湿地0-30cm土层甲烷产生的主要途径为H2/CO2.不同植被类型的湿地土壤中,产甲烷菌的主要菌属各不相同;在同一植被类型湿地不同土壤深度中,产甲烷菌群落的分布也呈现出垂向变化的特征。Methanoregula在3种植被类型湿地中均为优势菌属。芦苇、短叶茳芏、互花米草湿地土壤(0-30cm)中产甲烷菌数量的平均值依次为3.72×108copies g-1dws、3.39×107copies g-1dws和5.68×107copies g-1dws。芦苇沼泽湿地土壤(0-30cm)产甲烷菌的平均丰度显著高于短叶茳芏沼泽湿地产甲烷菌的平均丰度(F(1,16)=20.581,P<0.001)和互花米草沼泽湿地产甲烷菌的平均丰度(F(1,16)=17.751,P<0.001)。此外,同一植被类型不同土壤深度中产甲烷菌的丰度也呈现出垂向变化特征。闽江河口芦苇、短叶茳芏和互花米草沼泽湿地土壤(0-30cm)中检测到硫酸盐还原菌的类群包括:脱硫弧菌目(Desulfovibrionales)、脱硫杆菌目(Desulfobacterales)、互营杆菌目(Syntrophobacterales)和梭菌目(Clostridiales),其中脱硫杆菌目(Desulfobacterales)是优势类群。不同植被类型湿地土壤中硫酸盐还原菌的主要菌属各不相同,在同一植被类型湿地不同土壤深度中硫酸盐还原菌群落的分布也呈现出垂向变化的特征。Desulfosarcina和Desulfobacterium在3种植被类型湿地中均为优势菌属。芦苇、短叶茳芏、互花米草沼泽湿地土壤(0-30cm)中硫酸盐还原菌数量的平均值依次是8.95×107copies g-1dws、1.55×107copies g-1dws和2.40×107copiesg-1dws。芦苇沼泽湿地土壤(0-30cm)硫酸盐还原菌的平均丰度显著高于短叶茳芏沼泽湿地的平均丰度(F(1,16)=26.449,P<0.001)和互花米草沼泽湿地的平均丰度(F(1,16)=19.013,P=0.001)。同一植被带不同土壤深度中硫酸盐还原菌的丰度也呈现出垂向变化的特性。通过回归及相关分析发现,产甲烷菌的丰度与土壤有机碳含量符合冥函数方程硫酸盐还原菌的丰度与土壤有机碳含量符合对数函数方程而与其它土壤理化因子相关性不显著(P>0.05)。RDA和CCA分析表明:产甲烷菌群落组成与盐度具有极显著的相关性(P=0.002),与pH具有显著的相关性(P=0.036),与SOC、TN、SOC/TN不具有显著的相关性(P>0.05);硫酸盐还原菌的群落组成与pH具有极显著的相关性(P=0.004),与土壤含水量(SMC)具有显著的相关性(P=0.022),与SOC、TN、SOC/TN、盐度不具有显著的相关性(P>0.05)。3种植被带土壤综合分析显示甲烷产生速率随产甲烷菌和硫酸盐还原菌丰度的增加而显著提高(但相关性较弱,R2和P值分别为:和对单个植被带进行回归分析,仅短叶茳芏沼泽土壤甲烷产生速率与产甲烷菌丰度有显著的线性回归关系单个植被类型沼泽湿地土壤甲烷产生速率与硫酸盐还原菌丰度均没有显著的相关关系(P>0.05,n=9)。
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