鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物群落结构及功能变化研究——以
目录
摘要.......................................................................................................................................... II ABSTRACT ............................................................................................................................ I II 第1章绪论. (1)
1.1引言 (1)
1.2湿地简介 (1)
1.3鄱阳湖概述 (2)
1.4研究进展 (3)
1.4.1水位对湿地植物影响 (3)
1.4.2水位对湿地候鸟及景观影响 (3)
1.4.3湿地土壤微生物研究进展 (4)
1.5研究目的与意义 (5)
1.5.1 研究目的 (5)
1.5.2 研究意义 (5)
1.6研究内容与技术路线 (6)
1.6.1研究内容 (6)
1.6.2技术路线图 (6)
1.7研究特色 (7)
第2章材料与方法 (8)
2.1样地设置及样品采集 (8)
2.1.1研究区的概况 (8)
2.1.2样地的设置 (9)
2.1.3样品的采集与处理 (9)
2.2.实验试剂及仪器 (11)
2.2.1实验试剂 (11)
2.2.2实验仪器 (12)
2.3实验方法 (13)
2.3.1土壤主要理化参数的测定 (13)
2.3.2 重金属含量测定 (13)
2.3.3土壤微生物平板培养计数 (13)
2.3.4土壤微生物总DNA的提取 (13)
2.3.5 土壤微生物DNA荧光定量PCR (14)
2.3.6土壤微生物群落组成Miseq高通量测序 (15)
2.3.7土壤微生物生物量碳氮测定方法 (16)
2.3.8 土壤微生物基础呼吸量测定方法 (16)
2.3.9土壤酶活的测定方法 (17)
2.3.10 土壤微生物Biolog-ECO培养方法 (17)
2.3.11 数据处理分析方法 (17)
第3章鄱阳湖湿地不同水位高程土壤性质和重金属的分布及污染评价 (19)
3.1鄱阳湖湿地不同高程土壤性质含量及分布特征 (19)
3.1.1不同高程土壤理化参数含量 (19)
3.1.2不同高程土壤理化参数主成分排序分析 (21)
3.2鄱阳湖湿地不同水位高程土壤重金属含量及污染状况评价 (22)
3.2.1不同高程土壤重金属含量分布特征 (22)
3.2.2不同高程土壤重金属污染状况评价 (22)
3.3土壤性质及重金属含量相关性分析 (23)
3.4讨论 (26)
3.5小结 (27)
第4章鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物群落结构变化 (28)
4.1鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物丰度分析 (28)
4.1.1不同水位高程土壤微生物传统培养计数分析 (28)
4.1.2不同水位高程土壤微生物丰度qPCR分析 (28)
4.1.3不同水位高程土壤微生物丰度与环境因子的相关性 (29)
4.2鄱阳湖湿地不同水位高程土壤细菌群落结构分析 (30)
4.2.1细菌群落Miseq高通量测序数据统计 (30)
4.2.2细菌群落多样性指数与土壤环境因子的相关性 (31)
4.2.3不同水位高程土壤细菌群落结构分析 (32)
4.2.4不同水位高程土壤细菌群落结构的影响因子分析 (35)
4.3鄱阳湖湿地不同水位高程土壤真菌群落结构分析 (36)
4.3.1真菌群落Miseq高通量测序数据统计 (36)
4.3.2不同水位高程土壤真菌群落结构分析 (38)
4.3.3不同水位高程土壤真菌群落结构的影响因子分析 (41)
4.4讨论 (42)
4.5小结 (44)
第5章鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物功能变化 (45)
5.1不同水位高程土壤微生物活性特征分析 (45)
5.2鄱阳湖湿地不同水位高程土壤酶活特征 (46)
5.3鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物群落碳源代谢特征 (47)
5.3.1不同水位高程土壤微生物碳源利用速率变化 (47)
5.3.2不同水位高程土壤微生物对不同碳源利用分析 (48)
5.3.3不同水位高程微生物群落代谢功能多样性与环境因子RDA排序分析 (49)
5. 4鄱阳湖不同水位高程土壤微生物群落与代谢功能的相关性分析 (50)
5.5讨论 (53)
5.6小结 (54)
第6章结论与展望 (55)
6.1结论 (55)
6.1.1鄱阳湖湿地不同水位高程土壤养分及重金属分布特征 (55)
6.1.2鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物群落结构变化特征 (55)
6.1.3鄱阳湖湿地不同水位高程土壤微生物功能变化特征 (55)
6.2展望 (56)
致谢 (57)
参考文献 (58)
攻读学位期间的研究成果 (67)
项目支持 (68)
第1章绪论
第1章绪论
1.1引言
湿地是全球三大生态系统之一，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”和“物种基因库”[1]。湿地在涵养水源、调节气候、美化环境、物质代谢、能量流动、维持生态平衡和生物多样性保护等方面发挥着重要的作用；也是人类赖以生存和发展的自然资源宝库和生存环境[2,3]。早在18到19世纪，欧洲就已经开始对湿地进行研究[4]。近些年，湿地生态系统已是全球研究的热点领域[5-8]，我国是一个多湖泊的国家，全国大小湖泊共有2万多个，占全国陆地面积的0.8%，总蓄水量约为710km3；其中，淡水湖泊约占三分之一，且绝大多数为浅水湖泊[9]。随着全球气候变化和人类活动等因素，我国的天然湿地也正在逐渐减少，如长江中下游地区，盲目的围垦造田已造成湿地面积的大量减少[10,11]，这其中就包括我国最大的淡水湖——鄱阳湖。
鄱阳湖作为长江中下游最为典型的通江湖泊之一，具有其独特的水文变化。近年来，受气候变化、人类活动以及三峡工程运行等影响，鄱阳湖与长江及五大河流之间水量关系发生了显著的变化，丰水期水位持续偏低，枯水期时间提前且频现最低水位，干旱发生概率也显著增加。这导致湖泊萎缩、水域面积减少，湿地滩涂出露时间提前并延长，直接威胁到鄱阳湖湿地生态系统的健康和稳定[12]。鄱阳湖水文状况问题现已引起了许多国内学者的关注，针对鄱阳湖生态环境如何响应水位变化的问题开展了一系列研究。然而，目前关于湿地土壤微生物方面的研究报道还非常少。
土壤微生物作为土壤重要组成部分，它能够推动整个湿地生态系统的物质循环和能量流动，是湿地生态系统中较为活跃的部分，在土壤的养分循环、整个系统的稳定性以及资源的可持续利用中占有主导地位，并在一定程度上制约着湿地类型的分异和演替[13,14]。因此，本研究探讨不同水位高程鄱阳湖湿地土壤性质、微生物群落结构和功能变化，对后续研究微生物群落结构如何响应不同水文变化具有极其重要的意义。此外，还可为鄱阳湖湿地的生态环境保护、管理和可持续发展提供科学指导。
1.2湿地简介
湿地作为介于陆地和水体间过渡型生态系统，是水陆相互作用而形成的特殊