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近年来,以对天然荒漠进行开垦和耕作为标志的人类活动加速了中国西北干旱荒漠区的绿洲化进程,但这种土地利用方式的改变对干旱荒漠土壤微生物群落特征的影响及其机理尚不清楚。本研究利用qPCR和Illumina Miseq高通量扩增子测序技术对新疆阿拉尔绿洲开垦5年的棉花田（FS）和毗邻的天然荒漠（ND）的土壤细菌、古菌和真菌群落的生物量、多样性和群落结构进行了对比研究,揭示了驱动荒漠土壤微生物群落结构演变的主要因子。结果表明：（1）荒漠开垦为农田后,土壤细菌和真菌群落的生物量显著增加,而古菌群落生物量显著降低;细菌群落多样性明显提高,古菌群落的Shannon多样性指数显著降低,而真菌群落多样性没有显著变化。（2）盐渍化荒漠具有不同于其他干旱荒漠的土壤微生物群落结构,开垦显著改变了其土壤细菌、古菌和真菌的群落结构。其中,放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、螺旋体菌门和浮霉菌门细菌、乌斯古菌门和芽枝霉门真菌的相对丰度显著增加,而盐纳古菌门的相对丰度则显著降低。（3）土壤电导率（EC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）是影响细菌群落结构的关键因子;古菌群落结构的主要影响因子为植被盖度、地上生物量和丰富度、TP和AP;EC是影响真菌群落结构的关键因子。综上所述,盐渍化荒漠开垦后由于其原生植被群落、化学肥料的使用和土壤属性（EC、TP和AP）的改变不同程度地改变了荒漠土壤微生物群落特征。相对而言,细菌群落对土地利用方式的改变响应最为敏感,而古菌和真菌群落的多样性和结构则保持相对稳定。 相似文献
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为了解南极普里兹湾夏季不同层次海冰及冰下海水中古菌丰度及群落组成,利用荧光原位杂交(filter in situ hybridization, FISH)技术对海冰及海水样品中古菌进行定量研究,通过构建16S rRNA基因文库对不同层次海冰及冰下海水中古菌进行多样性分析,并结合环境因子进行相关性分析。荧光原位杂交结果表明,古菌的平均丰度随着海冰层次的下降呈下降趋势,初步推断可能受海冰中铵离子影响所致;16S rRNA基因文库分析结果表明,仅在海冰底部样品中检测到古菌,且全部16S rRNA基因序列为泉古菌（Crenarchaeota）,与来源于北极海水、海冰中古菌16S rRNA基因序列相似性最高,属于泉古菌海洋类群I（Marine Group I Crenarchaeota）;冰下海水古菌多样性较高,主要归属于泉古菌Marine Group I和广古菌（Euryarchaeote）Marine Group II 、III。 相似文献
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为了研究滨海化工园区附近潮间带沉积环境中的微生物群落结构,揭示化工园区排污对附近沉积环境中微生物的多样性及群落影响,同时也为揭示滨海化工园区附近潮间带环境中微生物群落的多样性和复杂性。选择浙江省台州市椒江化工园区附近潮间带沉积物微生物群落为研究对象,利用Illumina Mi Seq高通量测序技术,在椒江化工园区附近潮间带的沉积物中,共鉴定出古菌和细菌16门43科76属176种,其中,变形菌门丰度最高,其序列数占总序列数的62.4%;ACE指数和Chao指数的平均值分别为232和233,Shannon多样性指数平均值为4.44,Simpson多样性指数平均值为0.033,表明潮间带沉积物中微生物群落的多样性水平较高,化工园区南、北端附近潮间带沉积物中微生物群落的多样性水平差异较小;沉积物中绿弯菌门、浮霉菌门物种数量等与多数环境指标显著负相关,装甲菌门、脱铁杆菌门和待定菌群OD2、TM8物种数量则与多种重金属、多环芳烃和多氯联苯化合物含量显著正相关。 相似文献
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用非培养法获得新疆维吾尔自治区艾比湖湖底沉积物原核微生物菌群组成,并与已有盐湖原核微生物菌群数据进行比对,分析湖泊由淡水湖向盐湖演替过程中原核微生物群落结构变化规律。实验获得艾比湖原核微生物16S rRNA基因序列,并从NCBI数据库下载赛里木湖、柴窝堡湖和顿巴斯他乌盐湖3个湖泊的非培养原核微生物16S rRNA基因序列数据。用不同盐湖细菌和古菌16S rRNA序列信息构建系统发育树并与其理化指标进行典型性相关分析。同源比对及聚类结果显示,艾比湖湖底沉积物中细菌包括4个门,拟杆菌门(Bacteroidetes)占克隆文库的64%,变形菌门(Proteobacteria)占9.4%,厚壁菌门(Firmicutes)占3.4%,放线菌门(Actinobacteria)占2.6%,此外含有未分类类群20.6%。古菌含有两个门,广古菌门(Euryarchaeota,98.3%)和盐纳古菌门(Nanohaloarchaeota,1.7%)。不同盐湖系统发育树结果显示,随盐度增加,盐湖细菌从变形菌门向拟杆菌门演替;古菌从奇古菌门和泉古菌门向广古菌门和盐纳古菌门演替。RDA结果显示,Na+、Cl-、SO42-和矿化度对盐湖原核微生物多样性结构起到决定性的作用,K+、Mg2+和Ca2+对艾比湖菌群结构影响作用最为显著。原核微生物群落会随着湖水盐浓度的增加和盐湖化学成分的不同而发生演替。 相似文献
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应用PCR-DGGE技术研究了连续2年氮素、水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤氨氧化细菌(AOB)16S r RNA基因和古菌(AOA)amo A基因遗传多样性的影响。结果表明,土壤硝化势在水分添加低氮(N30)和非水分添加高氮(N300)处理下较对照显著升高(P0.05),在水分添加高氮(N200、N300)处理下较对照急剧下降(P0.05)。不同处理下氨氧化细菌的群落结构变化较氨氧化古菌敏感,氮素添加显著改变了氨氧化微生物的群落结构,在高氮素处理下,氨氧化细菌的多样性指数有下降的趋势,而古菌的多样性则有升高的趋势,表明氨氧化古菌在高氮素下生长比较活跃。发育树分析的结果表明,非水分添加处理下,氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属的Cluster 1、Cluster 3和Cluster 4组成,水分添加处理下由亚硝化螺菌属Cluster 3、Cluster 4和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成,而氨氧化古菌群落在水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和water lineage组成,在非水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和Cluster 5组成,两种水分输入机制下,氨氧化微生物群落的不同组成说明,水分在调节氨氧化微生物群落结构方面有重要作用。此外,氨氧化细菌群落多样性与全氮,NH4+和NO3-的含量呈显著负相关,而古菌群落与其呈显著正相关,说明氨氧化细菌与古菌对氮素和水分添加有不同的且互补的反应机制。 相似文献
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《中国沙漠》2019,(1)
在全球气候变化背景下,明确植物种子、叶片性状的变化趋势和幅度是正确预测植被动态过程,提出合理的植被管理建议的基础。但目前关于种子和叶片性状如何响应降水格局变化,即降雨量及其分布对种子、叶片表型变异的研究尚很少见。通过人工模拟增雨设置了6个增雨处理,3个处理考虑季节分配即生长季前期增雨、生长季后期增雨、生长季均匀增雨,2个处理考虑增雨量,即多年平均年降水量的50%和100%,研究了典型荒漠植物白刺(Nitraria tangutorum)表型形态特征对不同增雨处理的适应策略以及各性状间的相关关系。结果表明:增加雨量显著减小了白刺种子的长度、体积、表面积和千粒重,在生长季增雨100%处理下的白刺种子变异最大,同时期两个增雨量处理间差异均显著(P0.05)。相同增雨量条件下,不同时期增雨对白刺比叶面积的影响差异性显著(P0. 05),但同时期增雨的两个处理之间无显著差异(P0. 05)。种子大小与比叶面积显著负相关(P0. 05)。 相似文献
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开垦对荒漠土壤微生物群落结构特征的影响 总被引：3，自引：3，他引：0
以古尔班通古特沙漠南缘典型流域（玛纳斯河、吉木萨尔河、三工河、四工河、水磨河）的绿洲农田与毗邻荒漠土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法分析不同开垦年限的土壤微生物生物量、群落结构、多样性变化特征。结果表明：荒漠开垦后,土壤微生物总PLFA含量、真菌PLFA、细菌PLFA、革兰氏阳性菌（G+）和革兰氏阴性菌（G-）PLFA含量均显著增加。荒漠开垦5 a内,细菌PLFA与G-PLFA增长更强烈,使得真菌PLFA/细菌PLFA比值降低了48%,G+PLFA/G-PLFA比值（革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值）降低了67%。但随着开垦年限的延长,这两个比值没有显著变化,表明与开垦年限相比,荒漠的开垦行为对土壤微生物群落结构有着更加强烈的影响。随着开垦年限的增加,土壤微生物群落多样性总体呈上升趋势。虽然荒漠在开垦50 a后多样性指数略有下降,但仍远高于荒漠土壤。土壤微生物总PLFA含量和大部分菌群PLFA含量与土壤电导率显著负相关,与全氮和有机碳显著正相关。荒漠在开垦过程中灌溉增加了土壤水分且降低了土壤盐分,全氮和有机碳含量增加,这些改变是土壤微生物群落变化的主要原因。荒漠开垦有助于提高土壤微生物PLFA含量、改善土壤微生物的群落结构、丰富土壤微生物群落多样性,有利于土壤质量的提高。 相似文献
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基于南海北部陆坡不同深度梯度3个站位表层沉积物古菌氨单加氧酶基因（amoA）文库,对3个站位氨氧化古菌进行多样性和系统发育学分析。多种方法构建的系统发育树表明：3个站位所有的amoA基因序列都隶属于奇古菌门中Group I分枝内的Group I.1a系群,且各站位之间氨氧化古菌多样性没有明显的差异。501站位黑色砂质沉积物中古菌amoA基因与该站位的16S rRNA基因的系统发育比对显示：这2种基因标记的系统发育树整体上具有潜在的对应关系,说明对样品的氨氧化古菌多样性分析比较全面且可靠;并进一步暗示该样品中氨的硝化作用主要由奇古菌门下的Group I.1a系群来执行。由此可以推测：Group I.1a系群可能在南海北部表层沉积物中氮素的生物地球化学循环过程中扮演重要的角色。 相似文献
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认识沙地植物群落物种多样性及其与环境的关系,对维护沙地生态系统的结构与功能具有重要意义。本研究基于浑善达克沙地83个样地的群落数据及环境数据,通过数量生态学方法对群落物种多样性及其影响因子进行分析,探讨浑善达克沙地物种多样性特征及其环境解释。结果表明：（1）主要群落有榆树（Ulmus pumila）群落、小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）群落、黄柳（Salixgordejevii）群落及长梗扁桃（Prunus pedunculata）群落等,其中榆树群落分布在降水和土壤养分都比较高的区域,小叶锦鸡儿群落适生生境为降水较少且土壤贫瘠的区域;影响该区群落分布的主要环境因子依次为生长季降水量、生长季温度、土壤全氮和全钾含量,降水量的差异显著影响群落分布格局。（2）浑善达克沙地植物多样性的分布呈现出一定的规律性变化。物种多样性指数均随经度和海拔的增加而增加;Patrick指数与Shannon-wiener指数随纬度的增加呈现减少的趋势;Simpson指数与Pielou指数随纬度增加而增加;Patrick指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数与生长季降水量、土壤有机碳和有效氮含量呈显著正相关,与生长季均温、≥0 ℃积温、生长季风速呈显著负相关,所有环境变量与Pielou指数均无显著相关性。研究结果阐明了浑善达克沙地物种多样性及植物群落分布的规律以及与关键环境因子之间的关系,有利于提高沙地植物多样性和稳定性,增强沙地植被的生态功能。 相似文献
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为了加深对阿拉善荒漠土壤环境状况的了解,并为植被生态功能的评价以及植物群落的保育与恢复提供理论依据,基于16S rDNA高通量测序和相关统计分析方法,对5种荒漠建群灌木红砂（Reaumuria soongarica）、绵刺（Potaninia mongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、霸王（Zygophyllum xanthoxylum）、白刺（Nitraria tangutorum）丛下表层和次表层的土壤细菌进行了研究。结果表明：5种灌丛下的土壤细菌以放线菌门和变形菌门为主,不同土层和灌木间的土壤细菌群落结构、多样性及群落功能均存在差异。土壤细菌群落结构与土壤中Mg2+、全碳和HCO3-含量的相关性更显著。土壤细菌群落结构的差异程度与灌木本身的发生学亲缘关系十分吻合,且表层土壤细菌受植物形态、生理特征以及具体生存策略的影响更大。 相似文献
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古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征 总被引：12，自引：2，他引：10
土壤表面蒸发是降水的无效损失,其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率,从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区,定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期(5~9月)应用自制的微型蒸渗仪(Micro-Lysime-ter)测定了风沙土(有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部)和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明:在相似的气象条件下,风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘(风沙土区)的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18.7mm,丘间低地为38.8mm,荒漠盐碱土为52.1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为:裸露沙丘0.20,丘间低地0.42,荒漠盐碱土0.62,表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时,从数据分析中可以看出:在风沙土区0~5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用,而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率,为植被恢复奠定了良好的基础。因此,裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。 相似文献
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基于16S rRNA高通量基因测序技术,对毛乌素沙地小叶锦鸡儿（Caragana microphylla)、柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）根系微域（即根系、根际土、根区土、灌丛间空白土）间的细菌群落多样性和结构差异性进行表征。本研究对各根系微域间细菌群落的Alpha多样性指数进行了单因素方差分析以及基于OTU水平的PCA分析,探究其在根系微域间Alpha和Beta多样性的层级变化,证实了有关植物根系微域生态位分化的报道,并发现锦鸡儿属植物根系微域间细菌群落的多样性和结构组成随着4个微域类型由外及内呈现出显著的层级差异性（P<0.05）。通过对优势细菌群组的结构组成分析,发现锦鸡儿属植物对特定细菌群组具有显著的向根系内筛选富集的作用（P<0.05）。这种植物通过根系微域对特定细菌群组的逐级筛选富集作用,是导致锦鸡儿属植物灌丛下不同生态位间细菌群落结构和组成发生层级变异的主要原因。 相似文献
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荒漠草原植物群落光合速率对水氮添加的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
氮沉降和降水格局改变对草原生态系统的结构、功能及关键过程具有重要影响。依托内蒙古乌拉特荒漠草原研究站的全球变化实验平台,研究了氮添加和增减雨（+50%、-50%）及其交互作用对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征的影响,分析了荒漠草原植物群落光合速率与植被特征的关系。结果表明：（1）短期氮添加对荒漠草原植物群落光合速率和植被特征没有显著影响（P > 0.05）;（2）降水格局改变显著影响荒漠植物群落光合速率（P < 0.05）,减雨50%显著降低了荒漠草原植物群落光合速率和优势种植物高度（P < 0.05）,而降水增加50%没有改变群落光合速率和植被特征,降水改变下的土壤水分能很好地解释群落光合速率;（3）氮添加和增加降水的交互效应显著提高了群落的光合速率和优势种植物高度（P < 0.05）,而减少降水与氮添加没有显著影响;（4）荒漠草原植物群落盖度、优势种盖度、优势种平均高度与群落的光合速率呈现出指数增加关系,解释率为40%~58%。干旱极大地抑制荒漠草原植物群落光合速率,而氮沉降则依赖于降水增加来提高群落的光合速率,荒漠草原植物群落光合速率与水肥处理下的植物生长特征具有密切的关系。 相似文献
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氮素添加对黄土高原荒漠草原草本植物物种多样性和生产力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解大气氮沉降对荒漠草原植物物种多样性和生产力的影响,在黄土高原荒漠草原区进行了氮素添加试验,研究了氮素添加量对草本植物物种多样性和植物生产力的短期影响.结果表明:随氮素添加量的增加,群落Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著减小,中,高水平氮素添加处理下,群落Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener 多样性指数分别比对照下降了39.14%、47.07% 和25.57%、31.52%.随氮素添加量的增加,主要优势植物种相对重要值增大;处于弱势的伴生植物种在氮素添加后从群落中消失.氮素添加后,群落生产力显著提高,尤其是低水平氮添加时生产力增加量最大.氮素增加在短期内即可以提高黄土高原荒漠草原草本植物群落生产力,促进优势种群的生长,抑制不占主要地位的伴生种的生长,改变物种组成并降低物种多样性. 相似文献
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J.D. Miranda C. Armas F.M. Padilla F.I. Pugnaire 《Journal of Arid Environments》2011,75(12):1302-1309
The structure and functioning of semi-arid ecosystems are strongly influenced by precipitation patterns. Water availability in such environments is highly pulsed, and discrete rainfall events interspersed with drought periods are important components of the annual water supply. Plant communities do not only respond to rainfall quantity, but also to variations in time, so that relatively small changes in rainfall frequency (i.e., pulsed inputs) may have strong effects on communities. Within the Mediterranean basin, climate change models forecast a decrease in mean annual precipitation and more extreme events (i.e., less rainy days and longer drought periods between events), along with seasonal changes. However, little is known on the consequences of these future precipitation changes on plant communities, especially in semi-arid environments. Here, we summarize the few experiments that have manipulated rainfall patterns in arid and semi-arid areas worldwide, and introduce the first results of a pioneer, long-term rainfall exclusion in the semi-arid southeast region of the Iberian Peninsula. The experiment is not only manipulating the amount of rainfall, but also its frequency and seasonal distribution in a grassland-shrubland in the Tabernas desert (Almería, Spain). This work monitored the effect of precipitation changes on different ecosystem processes for five years, at the species and community level, concluding that this plant community (as other communities studied in the same area) exhibited great resilience to changes in rainfall availability, likely caused by plant adaptation to large intra- and inter-annual precipitation variability. 相似文献
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青藏高原植被覆盖变化与降水关系 总被引：15，自引：6，他引：9
The temporal and spatial changes of NDVI on the Tibetan Plateau, as well as the relationship between NDVI and precipitation, were discussed in this paper, by using 8-km resolution multi-temporal NOAA AVHRR-NDVI data from 1982 to 1999. Monthly maximum NDVI and monthly rainfall were used to analyze the seasonal changes, and annual maximum NDVI, annual effective precipitation and growing season precipitation (from April to August) were used to discuss the interannual changes. The dynamic change of NDVI and the corre- lation coefficients between NDVI and rainfall were computed for each pixel. The results are as follows: (1) The NDVI reached the peak in growing season (from July to September) on the Tibetan Plateau. In the northern and western parts of the plateau, the growing season was very short (about two or three months); but in the southern, vegetation grew almost all the year round. The correlation of monthly maximum NDVI and monthly rainfall varied in different areas. It was weak in the western, northern and southern parts, but strong in the central and eastern parts. (2) The spatial distribution of NDVI interannual dynamic change was different too. The increase areas were mainly distributed in southern Tibet montane shrub-steppe zone, western part of western Sichuan-eastern Tibet montane coniferous forest zone, western part of northern slopes of Kunlun montane desert zone and southeastern part of southern slopes of Himalaya montane evergreen broad-leaved forest zone; the decrease areas were mainly distributed in the Qaidam montane desert zone, the western and northern parts of eastern Qinghai-Qilian montane steppe zone, southern Qinghai high cold meadow steppe zone and Ngari montane desert-steppe and desert zone. The spatial distribution of correlation coeffi- cient between annual effective rainfall and annual maximum NDVI was similar to the growing season rainfall and annual maximum NDVI, and there was good relationship between NDVI and rainfall in the meadow and grassland with medium vegetation cover, and the effect of rainfall on vegetation was small in the forest and desert area. 相似文献
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The temporal and spatial changes of NDVI on the Tibetan Plateau, as well as the relationship between NDVI and precipitation, were discussed in this paper, by using 8-km resolution multi-temporal NOAA AVHRR-NDVI data from 1982 to 1999. Monthly maximum NDVI and monthly rainfall were used to analyze the seasonal changes, and annual maximum NDVI, annual effective precipitation and growing season precipitation (from April to August) were used to discuss the interannual changes. The dynamic change of NDVI and the corre-lation coefficients between NDVI and rainfall were computed for each pixel. The results are as follows: (1) The NDVI reached the peak in growing season (from July to September) on the Tibetan Plateau. In the northern and western parts of the plateau, the growing season was very short (about two or three months); but in the southern, vegetation grew almost all the year round. The correlation of monthly maximum NDVI and monthly rainfall varied in different areas. It was weak in the western, northern and southern parts, but strong in the central and eastern parts. (2) The spatial distribution of NDVI interannual dynamic change was different too. The increase areas were mainly distributed in southern Tibet montane shrub-steppe zone, western part of western Sichuan-eastern Tibet montane coniferous forest zone, western part of northern slopes of Kunlun montane desert zone and southeastern part of southern slopes of Himalaya montane evergreen broad-leaved forest zone; the decrease areas were mainly distributed in the Qaidam montane desert zone, the western and northern parts of eastern Qinghai-Qilian montane steppe zone, southern Qinghai high cold meadow steppe zone and Ngari montane desert-steppe and desert zone. The spatial distribution of correlation coeffi-cient between annual effective rainfall and annual maximum NDVI was similar to the growing season rainfall and annual maximum NDVI, and there was good relationship between NDVI and rainfall in the meadow and grassland with medium vegetation cover, and the effect of rainfall on vegetation was small in the forest and desert area. 相似文献