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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
半干旱区丛枝菌根真菌复垦地生物结皮胞外酶活性及化学计量特征
  • 58
  • 作者

    毕银丽李璞宁郭芸

  • 单位

    西安科技大学西部生态环境修复研究院中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室

  • 摘要
    丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对煤矿区生态恢复有长期促生效应,能直接影响生物结皮的生长发育,生态修复效应目前很少涉及生物结皮影响养分循环和胞外酶活性方面的报道。以大柳塔采煤沉陷微生物复垦示范基地修复11年的对照(CK)区和AMF区为研究区域,选择两个区域里四种不同类型生物结皮:藻结皮、混生藻结皮(藻盖度>50%)、混生藓结皮(藓盖度>50%)、藓结皮为研究对象,分析不同类型生物结皮盖度、厚度,土壤、枯落物和林下植被的总有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-乙酰基氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和碱性磷酸酶(AP)活性,研究土壤养分及环境因子对生物结皮胞外酶及养分限制的影响。CK区藻结皮盖度比藓结皮高31.3%,而AMF区表现出藓结皮盖度比藻结皮高27% ,AMF区和CK区生物结皮的厚度均呈现藻结皮<混生藻结皮<混生藓结皮<藓结皮的趋势,且AMF区生物结皮厚度大于CK区,表明菌根复垦促进了西部采煤沉陷区生物结皮的发育。生物结皮层土壤有机碳(SOC)、TN、TP及胞外酶BG、NAG+LAP、AP活性较裸土均显著增加,藓结皮显著大于藻结皮,表明生物结皮演替加速表层土壤养分恢复及循环。AMF区藻结皮、混生藻结皮、混生藓结皮三种类型结皮SOC和TN含量及胞外酶BG、NAG+LAP、AP活性均显著高于CK区。结皮土壤微生物群落受到P限制。生物结皮土壤从藻结皮发育至藓结皮呈现出C/P、N/P逐渐增加趋势,但BG/(NAG+LAP)和BG/AP随结皮从藻结皮至藓结皮的发育降低。RDA分析显示,生物结皮SOC、TN、TP与BG、NAG+LAP及AP活性存在正相关关系但与酶向量长度及角度呈负相关。AMF通过改善枯落物盖度、林下草本植被盖度及养分状况提升生物结皮养分含量及胞外酶活性,缓解P限制,为半干旱区生态修复提供理论指导。
  • 关键词

    丛枝菌根真菌生物结皮土壤胞外酶化学计量特征养分限制

  • 文章目录
    1 材料与方法
    1.1试验区概况
    1.2生物结皮盖度调查及样品采集
    1.3样品指标测定
    1.4统计分析
    2 结果分析
    2.1西部采煤复垦区生物结皮盖度变化及地表组成特征
    2.2不同发育类型结皮土壤养分含量及化学计量变化特征
    2.3不同发育类型结皮土壤胞外酶活性及化学计量变化特征
    2.4不同发育类型结皮酶向量长度及角度变化特征
    2.5生物结皮盖度变化及地表组成特征与土壤胞外酶及养分限制因素之间的关系
    3 讨论与结论
    3.1西部采煤复垦区生物结皮分布及土壤养分变化
    3.2西部采煤复垦区生物结皮胞外酶活性及酶化学计量变化
    3.3西部采煤复垦区土壤养分对生物结皮胞外酶及养分限制的影响
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