增温和互花米草入侵对湿地土壤功能微生物以及HONO和NO气体排放的影响

湿地生态系统是全球气候变化的敏感与脆弱区,也是外来植物入侵及扩张的热点区域,土壤微生物作为湿地生态系统的关键组成部分,能够参与多个土壤生态过程,对维持湿地生态系统健康具有重要作用。环境中过量的活性氮会影响生态系统和生物多样性,改变温室气体的平衡,威胁空气、土壤和水的质量,其中气态亚硝酸(HONO)与一氧化氮(NO)等活性氮气体能够通过产生羟基(OH·)直接影响大气的氧化能力、灰霾的形成与人体健康。目前关于土壤HONO与NO气体排放的研究主要集中于草地、农田与森林等生态系统,对湿地生态系统的气体排放通量及影响因素研究相对较少,并且关于湿地土壤微生物的研究内容主要是不同类型的湿地土壤中微生物的活性及其与不同环境因子间的简单关系,但在土壤微生物的功能机制以及在环境变化下的响应机制等方面的研究不足。综上所述,本文以上海市崇明东滩湿地为研究区域,选取典型入侵物种互花米草与本地物种芦苇以不同种植比例的方式进行入侵模拟,并通过开顶室(OTCs)对其进行增温模拟,利用动态箱系统测定在增温和互花米草入侵下崇明东滩湿地土壤中HONO和NO的气体排放通量,并采用高通量测序与Geo Chip分析土壤微生物群落和功能基因的变化与响应特征,阐明在增温与互花米草入侵下土壤HONO和NO的驱动因子。主要研究结果如下:(1)崇明东滩湿地土壤中的优势古菌和真菌门分别为奇古菌门(57.40%～90.27%)和子囊菌门(44.66%～61.67%)。增温显著降低了土壤古菌和真菌群落的丰富度,显著改变了两者的物种组成结构,互花米草入侵对其影响并不显著,增温和互花米草入侵的交互作用只对真菌的物种组成结构影响显著。(2)崇明东滩湿地土壤中与碳循环相关的功能基因数量较多,微生物群落均以细菌群落为主,并发现变形菌门具有广泛性代谢,浮霉菌门和广古菌门则具有专一性代谢,其主要携带与厌氧氨氧化和甲烷代谢相关的功能基因。增温... （共114页)

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