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海岸带盐沼是最重要和最具生产力的生态系统,在维持海岸带生态环境中具有不可替代的地位。微生物是生态系统的重要组成部分,在有机物质分解转化过程中起主导作用,具有巨大的生物化学活力,从而能动地影响生态系统中的能量流动和物质转化过程。土壤微生物功能群能敏感地反映生态环境的功能演变以及环境胁迫等影响,可揭示土壤中微生物种类和功能的差异。2005年2月到2005年10月之间,在我国东部的苏北海岸带盐沼湿地中利用传统的微生物平板纯培养方法,调查了苏北盐沼湿地不同植被带中微生物的群落特征和种类,并对微生物进行了功能群的鉴定以及功能群时空变化的研究。为确定不同的环境对微生物功能群的影响,在盐沼湿地不同的植被带进行了环境梯度变化特征的测定。同时在微生物功能群的研究中,我们在外来种互花米草植被带中发现一种特异性真菌。利用室内控制试验,研究了该菌与互花米草的相互关系,试图阐述该真菌在互花米草繁殖和扩张中的作用。
主要研究结果如下:
1.对于海岸盐沼连续一年的调查可知,在空间尺度上,在由海向堤岸的方向,有植被覆盖的地带,土壤的各项基本理化性质数值比光滩要高,其中互花米草带中,土壤的有机质含量、全N、有效P、速效K等含量均达到最高值。而含盐量在盐地碱蓬带达到最大值。而在时间尺度上,2月和10月份的各项数值要高于5月和8月份,这主要是由于植物的生长周期所决定的。
2.根据一年多对苏北盐沼土壤微生物的调查研究可知,植被类型、土壤性质、有机质含量、环境温度和湿度等因素,对微生物的类群分布起着较大的作用。相对于陆地淡水和湿地环境下,盐沼湿地环境下的微生物区系,表现出微生物数量相对较少,种类集中且偏少的特征,并且随着时空变化,微生物的生长活动呈现了一定的变化。细菌在所有微生物组成中最为丰富。在整个调查时段内,在8月份,细菌数量达到最大,而在最为寒冷的2月份,细菌数量最少。在不同的样带中差异也比较显著,尤其是有植被和光滩带差异极显著。在有植被的区域,主要是芽孢杆菌属、节杆菌属、短小杆菌属为主,假单胞菌属、棍棒杆菌属和固氮菌属次之,而光滩则是微球菌属和葡萄球菌属为主。放线菌以链霉菌属为主,在有植被分布的放线菌类群,以白色类群最多,黄色次之。在数量和类群上,有植被的区域比没有植被的区域数量和类群要显著增加。真菌种类和数量最少,有植被覆盖的区域数量和种类显著大于光滩带。在盐沼土壤中一共分离出28种真菌,隶属于14个属。青霉和曲霉属占有15种,青霉属11种,曲霉4种。其中獐毛群落芦苇群落中真菌种类最多为21种,芦苇群落中为19种,碱蓬群落中14种,米草中18种,光滩最少,只有7种真菌。土壤盐度对真菌种类影响较大,盐度越高,真菌种类越少。
3.对微生物进行生理功能群的划分,根据微生物在C、N循环中的作用,分为氨化菌、硝化菌、固氮菌、糖分解真菌、纤维素分解真菌和纤维素分解细菌。在由海向堤岸的方向,有植被覆盖的地带,各项微生物功能群数值都显著高于光滩,8月份,在互花米草带中,氨化菌、硝化菌功能群比其他带显著提高,而固氮菌和纤维素分解真菌在5月份达到最大值。糖分解菌功能群在各带随季节变化趋势相似,都是2月份最低,8月份最高。固氮菌与土壤有机质含量成显著正相关,纤维素分解真菌、糖分解菌、固氮菌和纤维素分解细菌与pH值成显著负相关。
4.在微生物功能群的研究中,我们在互花米草群落中找到了一株优势真菌,该菌为被孢霉属的一种,隶属于被孢霉科毛霉目结合菌门。对生长指标生物量、株高、茎粗比较的测定,加菌组的米草比其他两组生长显著提高。加入该菌也显著提高了植株内叶绿素含量和可溶性糖含量,POD和PAL含量的测定也表明了,该菌对互花米草的生长起到了非常大的促进 作用。该菌为互花米草根际共生微生物,对互花米草的生长发育,以及互花米草的扩张都起到非常大的积极作用。该研究对于外来种改变当地的微生物环境,使微生物利于其扩张繁殖提供了一点理论依据。控制该菌落是否能够控制互花米草的扩张,这对于我们有效的控制外来种扩张的研究提供了新的思路。该菌对于海滨盐土的植物微生物复合修复也提供了很好的研究材料。