毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris)群落生物土壤结皮细菌群落组成及其影响因素

作者：周虹; 吴波^*; 高莹; 成龙; 贾晓红; 庞营军; 赵河聚

来源：中国沙漠, 2020, 40(05): 130-141.

• 生物土壤结皮
• 发育过程
• 细菌群落
• Illumina测序
• 毛乌素沙地

臭柏(Sabina vulgaris)是毛乌素沙地的主要固沙植物。臭柏群落中广泛分布的生物土壤结皮对维持沙地生态系统稳定具有重要意义。细菌是生物土壤结皮的重要组成部分,在维持生物土壤结皮结构和功能方面发挥着重要作用,但细菌群落组成及多样性随生物土壤结皮发育的变化尚不完全清楚。采用Illumina测序技术,分析了毛乌素沙地臭柏群落不同发育阶段生物土壤结皮(微生物结皮、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮)与裸沙的细菌群落组成及多样性,探究影响细菌群落结构的主要环境因子。结果表明:在毛乌素沙地随生物土壤结皮发育,细菌群落的多样性显著增加(P<0.05),苔藓结皮细菌群落多样性最高。生物土壤结皮的细菌群落以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为优势菌群,这4个门的相对丰度均占各发育阶段生物土壤结皮细菌总丰度的78%以上。随生物土壤结皮发育,细菌群落组成发生显著变化,抗逆性较强的寡营养类群,如厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度逐渐降低(P<0.05);富营养类群,如放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度逐渐增加(P<0.05);蓝藻门(Cyanobacteria)在藻结皮阶段的相对丰度显著高于其他发育阶段(P<0.05)。群落组成的变化预示着生物土壤结皮细菌群落的生态功能由结皮发育初期通过促进土壤颗粒胶结来增加土壤表面的稳定性,转变为结皮发育后期通过固定碳氮和凋落物分解来促进生态系统的物质循环。细菌群落是生物土壤结皮发育过程中水分和养分变化的敏感指标,结皮层含水量、全碳、有机碳、全氮、硝态氮和全磷含量是促使生物土壤结皮细菌群落组成发生变化的主要环境因子。

• 单位
  中国林业科学研究院