文档介绍：尖峰岭自然保护区土壤微生物群落特征
魏彦昌1,2,欧阳志云1,苗鸿1
1. 中国科学院生态环境研究中心//城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085;2. 中国科学院遥感应用研究所北京 100101
摘要:土壤微生物群落特征对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义,但对微生物群落的定量研究一直是该领域的研究难点。目前,以群落水平碳源利用类型为基础的Biolog方法为土壤微生物群落特征定量研究提供了一种简便的方法,并迅速得到了广泛的应用,但Biolog试验过程中获得的数据量十分庞大,因此如何合理的处理、选择最能代表土壤微生物特征的数据进行比较分析是Biolog方法成功运用的关键。文章依据目前最常用的两种Biolog数据处理方法,提出了一种改进的数据处理方法,并以海南岛尖峰岭自然保护区四种受不同程度人类干扰形成的植被类型的土壤微生物群落为研究对象,着重探讨了改进方法与已有方法对土壤微生物群落特征研究结果的差异。研究结果表明:不同植被类型土壤微生物利用单一碳源能力的大小顺序为:山地雨林原始林>天然次生林>人工混交林>皆伐迹地。尖峰岭地区植被破坏后,自然恢复形成的天然次生林土壤微生物群落与原始林最接近。与受干扰较多的人工林相比,自然恢复更能有效改善土壤的微生物结构和功能。比较不同数据处理方法的分析结果证明,改进的数据处理方法可以有效克服已有方法的不足,提高对研究对象土壤微生物群落差异的解释能力。
关键词:Biolog;土壤微生物;功能多样性;数据处理;尖峰岭
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)01-0334-05
土壤微生物群落对土壤养分的矿化、有机质的分解和营养物质循环具有明显的调控作用,对地上植被的生长发育也具有重要的影响。近年来对土壤微生物的研究日益深入,各种先进的研究方法在该领域也得到了大量应用[1,2]。其中以Biolog微孔平板碳源利用为基础的定量分析方法可以有效的描述土壤微生物的群落功能多样性,为土壤微生物研究提供了一种更为简单快捷的方法。Biolog方法最初用于纯种微生物的鉴定,1991年Garland和Mill开始将这种方法应用于土壤微生物群落研究[3]。目前采用Biolog方法评价不同类型土壤微生物的群落特征在国内外已得到了广泛的应用[4-6]。但由于该方法对土壤微生物培养观测时间长、获取的数据信息量大,如何对这些数据处理,如何在众多的数据中选择最能代表土壤微生物特征的数据进行比较分析是Biolog方法成功运用的关键。
目前在国际上最常用的有两种数据选择方法,选择单个固定时间点数据[7,8]和利用固定AWCD(Average well colour development)值[8-10](Biolog微孔板孔的平均颜色变化率)决定读数时间的数据。关于这两种方法在使用上的利弊,已经有很多研究进行了探讨[11,12]。本文结合这两种方法提出一种改进的数据选择途径和处理方法,并以尖峰岭自然保护区四种不同植被类型土壤微生物群落特征的研究实例,与目前研究中常用的“采用固定AWCD值选择数据进行分析”的结果比较,探讨不同数据处理方法研究结果的差异,以期为Biolog方法土壤微生物研究中数据的选择、最终结果的解释提供借鉴。
1 材料与方法
研究区概况及土壤样品采集