【摘 要】
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生物群落的海拔分布格局与维持机制是生态系统功能研究的热点领域。相比动植物群落的海拔分布格局,土壤微生物群落的海拔分布格局研究还处在起步阶段,目前虽已在非岩溶区山体系统研究展开,但对于岩溶区海拔跨度大、生境异质性高的断陷盆地仍鲜有研究。为此,我们以云南岩溶断陷盆地同一大断面、海拔连续的两条样带为研究区,测定土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、土壤水分、土壤温度以及电导率,并利用16S rRNA与18S
【基金项目】
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国家重点研发计划课题-断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变（2016YFC0502501）；
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生物群落的海拔分布格局与维持机制是生态系统功能研究的热点领域。相比动植物群落的海拔分布格局,土壤微生物群落的海拔分布格局研究还处在起步阶段,目前虽已在非岩溶区山体系统研究展开,但对于岩溶区海拔跨度大、生境异质性高的断陷盆地仍鲜有研究。为此,我们以云南岩溶断陷盆地同一大断面、海拔连续的两条样带为研究区,测定土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、土壤水分、土壤温度以及电导率,并利用16S rRNA与18S rRNA高通量测序技术对微生物群落结构和多样性进行研究。主要结果如下:（1）研究区0～10 cm的土壤有机碳、全氮、速效钾含量较充足,全磷基本处于中等以上水平,在10～20 cm部分样点出现养分缺乏的现象。10～20 cm 土壤养分来源于0～10 cm 土壤层的向下迁移,故10～20 cm 土壤养分海拔梯度下分布趋势与0～10 cm基本一致。此外,受温度影响高海拔土壤有机碳和全氮较高,而海拔驱动下的水土流失造成速效钾含量在低处积累。（2）高通量测序结果分析显示,高海拔样带细菌门中相对丰度最大的为Proteobacteria,低海拔样带细菌门中相对丰度最大的整体为Acidobacteria。Proteobacteria的相对丰度在0～10 cm与海拔相关性最大,在10～20 cm与土壤温度相关性最大。Acidobacteria与Actinobacteria的相对丰度与土壤温度呈极显著正相关。优势真菌类群为Agaricomycotina。此外,同一微生物类群随海拔有不同的变化趋势。环境因子差异以至于同一类群微生物与环境因子存在的相互关系也不尽相同。（3）在海拔梯度下,土壤微生物的α多样性分布模式表现为无趋势。β多样性结果显示,在大海拔跨度下,原核生物β多样性向不同方向强烈移动。优势OTUs的相对频率热图结果显示,微生物群落结构在两条样带表现不同。（4）环境因子中土壤水分与原核生物以及真核微生物α多样性相关性较大,是影响α多样性在海拔梯度下无趋势变化的主要原因。与原核生物优势OTUs相关性最显著的主要是海拔、土壤水分、土壤温度与电导率。与真核微生物优势OTUs相关性最显著的主要是海拔与土壤温度但相关性弱于原核生物。一定程度上可以说明原核生物对环境因子敏感性高于真核微生物,但各因子对微生物在10～20 cm的影响弱于0～10 cm。（5）偏最小二乘路径模型（PLS-PM）表明,在0～10 cm层对原核生物与真核微生物群落结构直接影响最大的是海拔,对二者的α多样性总体影响最大的是土壤物理性质。说明在0～10 cm海拔主要通过温度等变化直接影响原核生物与真核微生物群落结构,海拔通过影响土壤物理性质（土壤水分）间接影响微生物α多样性。在10～20cm,对原核生物与真核微生物群落结构总体影响最大的仍是海拔,但海拔的直接作用降低。对原核生物α多样性的影响最大的同样为土壤物理性质（土壤水分）。海拔通过影响土壤物理性质（土壤水分）间接影响原核生物α多样性,通过影响原核生物群落结构间接影响真核微生物α多样性。本研究结果表明,土壤水分是影响α多样性在海拔梯度下无趋势变化的主要原因。不同微生物对海拔梯度的响应取决于它们对不同环境因素的敏感性和特定环境因素的限制。此外,海拔对原核生物与真核微生物群落结构与多样性影响程度不同。
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