翻耕补播对青藏高原疏勒河上游高寒草甸土壤可培养微生物数量的影响

doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0075

冰川冻土 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (3): 1027-1035.doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0075

翻耕补播对青藏高原疏勒河上游高寒草甸土壤可培养微生物数量的影响

张宝贵¹^,²(), 赵宇婷¹, 刘晓娇¹, 刘敏¹, 张威²^,³, 陈拓²^,⁴, 刘光琇²^,³()

^1.太原师范学院地理科学学院，山西晋中 030619
^2.中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室，甘肃兰州 730000
^3.中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室，甘肃兰州 730000
^4.中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室，甘肃兰州 730000

收稿日期:2018-04-10 修回日期:2019-08-19 出版日期:2020-10-31 发布日期:2020-12-08
通讯作者: 刘光琇 E-mail:zbg2007.cool@163.com;liugx@lzb.ac.cn
作者简介:张宝贵（1986 - ），男，山西忻州人，副教授， 2016年在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所获博士学位，从事环境微生物研究. E-mail： zbg2007.cool@163.com
基金资助:
山西省面上青年基金项目(201701D221225);山西省高等学校科技创新项目(201802105);甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室开放基金项目(EEMRE201702);山西省软科学项目(2018041063-5)

Research on response characteristics of alpine meadow microbial population to tillage in the upstream regions of Shule River， Qinghai-Tibet Plateau

Baogui ZHANG¹^,²(), Yuting ZHAO¹, Xiaojiao LIU¹, Min LIU¹, Wei ZHANG²^,³, Tuo CHEN²^,⁴, Guangxiu LIU²^,³()

^1.Institute of Geographical Science，Taiyuan Normal Univerisity，Jinzhong 030619，Shanxi，China
^2.Key Laboratory of Extreme Environmental Microbial Resources and Engineering of Gansu Province，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^3.Key Laboratory of Desert and Desertification，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^4.State Key Laboratory of Cryospheric Science，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China

Received:2018-04-10 Revised:2019-08-19 Online:2020-10-31 Published:2020-12-08
Contact: Guangxiu LIU E-mail:zbg2007.cool@163.com;liugx@lzb.ac.cn

摘要/Abstract

摘要：

高寒草甸是青藏高原面积最大的草地类型，对全球生态环境的影响十分巨大。然而在外界干扰下，使得本身就很脆弱的高寒草甸发生了不同程度的退化。为探究翻耕补播对土壤微生物的影响，以疏勒河上游不同季节（4月、 6月、 9月）原生高寒草甸、退化草甸和翻耕补播草甸土壤为对象，研究了土壤可培养细菌数量的季节变化及其影响因素。结果表明：研究区域可培养细菌数量介于4.3×10⁶ ~ 4.5×10⁷ CFU·g^-1之间，不同季节退化草甸与翻耕补播草甸土壤细菌数量均显著低于原生高寒草甸，且不同类型高寒草甸生态系统下可培养细菌具有明显的季节差异：原生高寒草甸生态系统下土壤细菌在6月生物量最高， 4月最低；而退化草甸与翻耕补播草甸土壤细菌生物量并没有表现出明显的季节波动；相关分析表明，可培养细菌数量与土壤全氮、植被盖度及土壤含水量存在极显著正相关关系。研究发现，翻耕补播措施并没有恢复该区域微生物数量，研究结果对于认识高寒草甸生态系统的退化成因，判断恢复措施的有效性和合理性具有重要意义。

关键词: 高寒草甸, 翻耕补播, 微生物数量, 响应特征, 蔬勒河, 青藏高原

Abstract:

Under the influence of climate warming and human activities， the alpine meadow in Qinghai-Tibet Plateau has significantly degenerated， making scholars attach great importance to it. However， their influence on microorganism is still uncertain. This study regarded original ecological alpine meadow in upper reaches of Shule River in the northeastern Qinghai-Tibet Plateau， natural degeneration alpine meadow and artificial plowing and supplementing alpine meadow soil as the targets， and systematically researches on the influence of degeneration and plowing and supplementing on the quantity of microorganism in this area. The results showed that the quantity of bacteria which can be cultured in the study area varied between 4.3×10⁶ ~ 4.5×10⁷ CFU·g^-1， and bacteria， which could be cultured， have clear seasonal variations under different types of alpine meadow ecosystems： bacterial quantity reached the highest level in June and lowest in April under original ecological alpine meadow ecosystem， but it has no clear seasonal variations in natural degeneration and plowing and supplementing alpine meadow； What’s more， the quantity of bacteria which could be cultured in natural degeneration and plowing and supplementing alpine meadow were evidently less than original ecological alpine meadow. Related analyses demonstrated that what resulted in the phenomena mentioned above lies in the difference of soil physical and chemical properties and vegetation characteristics. Correlation analysis showed that soil bacterial quantity was significantly positively correlated with soil total nitrogen， vegetation cover and soil moisture. So it can be seen that measures of plowing and natural supplementing in this area do not recover the quantity of microorganism， and even less than degeneration meadow soil. The results provide data base for using microorganism to overview different types of alpine meadow ecological environment in Qinghai-Tibet Plateau.

Key words: alpine meadow, tillage, microbial quantity, response characteristics, Shule River, Qinghai-Tibet Plateau

中图分类号:

P332

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Baogui ZHANG, Yuting ZHAO, Xiaojiao LIU, Min LIU, Wei ZHANG, Tuo CHEN, Guangxiu LIU. Research on response characteristics of alpine meadow microbial population to tillage in the upstream regions of Shule River， Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2020, 42(3): 1027-1035.

图/表 5

图1

表1

表2

图2

表3

参考文献 64

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草甸类型	经度/E	纬度/N	海拔/m	地形
原生高寒草甸	98.2793°	38.3761°	3 971	开阔平坦
退化草甸	98.3453°	38.4704°	3 968	开阔平坦
翻耕补播草甸	98.3231°	38.5704°	3 963	开阔平坦

参数	草甸类型
参数	原生高寒草甸	退化草甸	翻耕补播草甸
含水量/%	32.45±3.27a	12.32±0.93b	10.42±2.24b
pH值	8.47±0.18a	8.23±0.13a	8.05±0.34a
有机碳/（g·kg^-1）	18.60±2.8a	6.70±0.2b	6.40±0.1b
全氮/（g·kg^-1）	1.40±0.17a	0.74a±0.13b	0.60±0.02b
电导率/（μS·cm^-1）	165.63±1.05a	106.3±6.4b	99.5±7.05b
植被盖度/%	42.67±0.88a	20.33±0.33b	11.33±0.33c
植物物种总数	14.00±0.58a	12.00±0.57b	10.00±0.58c

	数量	含水量	pH	电导率	全氮	有机碳	植被盖度	植物物种数
数量	1	0.878**	0.381	0.652	0.936**	0.783	0.900**	0.780
含水量		1	0.444	0.540	0.917**	0.769	0.822*	0.764
pH			1	0.632	0.352	0.237	0.436	0.064
电导率				1	0.517	0.431	0.714	0.395
全氮					1	0.877**	0.908**	0.800**
有机碳						1	0.833*	0.801*
植被盖度							1	0.881**
植物物种数								1

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翻耕补播对青藏高原疏勒河上游高寒草甸土壤可培养微生物数量的影响

Research on response characteristics of alpine meadow microbial population to tillage in the upstream regions of Shule River， Qinghai-Tibet Plateau

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