藏东南高寒森林土壤固氮菌群落结构与固氮速率随海拔梯度的变化规律

Variation of soil nitrogen-fixing bacterial community structure and nitrogen fixation rate with altitude gradient in alpine forests in southeastern Xizang

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摘要海拔在研究环境变化对土壤固氮菌群落结构与固氮速率的影响中具有独特优势.生物固氮是山地生态系统中生物可利用氮元素的重要来源.然而,目前尚不清楚自生固氮菌群落特征和固氮速率与海拔梯度之间的关系.为了补这一认识上的不足,在藏东南色季拉山沿海拔梯度(3700-4500 m)依次采样,结合高通量测序技术分析固氮基因(nifH)的基础上,确定色季拉山固氮菌多样性及其固氮速率沿海拔梯度的变化规律.研究结果表明,色季拉山 3700-4500 m海拔梯度范围内,土壤固氮菌的α-多样性随海拔梯度的增加而降低呈负相关(P＜0.05);固氮菌群落结构和土壤性质随海拔梯度发生了显著变化(P=0.001);固氮速率受海拔高度的显著影响(P＜0.05);此外,固氮菌群的α多样性主要受土壤中总碳和总氮含量的影响.结构方程模型分析结果表明海拔因子差异主要通过影响固氮菌多样性进而影响固氮速率.研究结果有助于丰富和提升西藏典型高山森林土壤固氮菌多样性和固氮通量对环境变化响应规律的认识.