山西大学黄土高原研究所
- 作品数：55 被引量：275H指数：10
- 相关作者：盛夏更多>>
- 相关机构：忻州师范学院地理系忻州师范学院生物系中国科学院寒区旱区环境与工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省高等学校科技创新项目山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学生物学天文地球更多>>
- 亚高山草地土壤原生生物群落结构和多样性海拔分布格局被引量：9
- 2021年
- 生物多样性分布格局与维持机制即群落构建机制,是群落生态学研究的热点领域。微生物生态学中的一个关键问题是量化确定性过程和随机过程对微生物群落构建的相对贡献。尽管原生生物是土壤微生物群落中重要的组成部分,在微生物食物链中扮演着关键角色,但与细菌和真菌相比,目前对原生生物群落构建机制知之甚少。运用Illumina Miseq高通量测序技术,分析了五台山亚高山草地生态系统(海拔2000—3061 m范围内)土壤原生生物群落组成和多样性维持机制。结果表明,四个海拔梯度的土壤共获得有效序列520673条,分属于8个超群、24个门、65个纲、125个目、222个科和350个属。门水平上,丝足虫门(Cercozoa)、褐藻门(Ochrophyta)、纤毛门(Ciliophora)和顶复门(Apicomplexa)为主要优势类群。LEfSe分析显示,17个生物标志物对海拔梯度非常敏感,不同海拔梯度富集了不同的原生生物种群。尽管海拔对土壤原生生物群落的α多样性没有显著影响,但非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,原生生物群落组成和结构在海拔梯度上存在显著的差异(P<0.05)。冗余分析(RDA)显示海拔、土壤含水量、总氮和植物丰富度指数与原生生物群落结构存在显著相关性(P<0.05)。方差分解分析(VPA)和偏Mantel分析表明环境因子和空间变量对原生生物群落海拔分布格局均有显著影响,但是环境因子的相对作用(7.9%)明显大于空间变量(1.8%)。土壤原生生物群落之间的Bray⁃Curtis距离与海拔距离呈显著正相关关系(P<0.05),说明选择过程可能是亚高山草地土壤原生生物群落分布格局的主要驱动因素。零模型分析进一步证实了确定性过程在原生生物群落构建中的相对作用大于随机过程。总之,五台山亚高山草地土壤原生生物群落组成和结构沿海拔梯度具有显著的变化格局,群落构建主要由确定性过程和随
- 罗正明刘晋仙周妍英杜京旗吴强柴宝峰
- 关键词：亚高山草地多样性
- 华北落叶松林土壤细菌群落结构与表型的环境异质性响应被引量：6
- 2021年
- 【目的】研究华北落叶松林土壤微生物群落表型可塑性,揭示土壤微生物群落结构与表型之间的关联及其对环境异质性的响应,为阐释物种共存机制提供理论依据。【方法】在山西省五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区和芦芽山,沿海拔梯度选择华北落叶松纯林,布设8、10、5个样方,采集0~10 cm土层混合土壤样品。采用高通量测序方法,测定土壤微生物群落的组成和结构;通过BugBase分析,预测土壤微生物群落表型的变化;通过数据统计分析,揭示群落结构和表型对环境异质性的响应。【结果】五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区、芦芽山的较大海拔梯度及微生境差异,导致土壤化学性质的站点间显著差异。高通量测序结果表明,变形菌门的相对丰度最高,其次是酸杆菌门、放线菌门和绿弯菌门。菌群表型分析表明,与氧需求相关(需氧、厌氧)及与生物膜形成和移动元件含量相关的表型在不同站点差异显著,且细菌群落结构和表型具有潜在的环境适应一致性和相似的空间分布格局。土壤pH和有机碳、总碳和总氮含量对土壤细菌群落的结构和表型影响显著。【结论】华北落叶松林土壤微生物群落结构和表型受土壤理化性质的显著影响,在不同站点差异很大;但土壤微生物群落结构和表型的环境适应性具有一致性,呈现出协同变化规律,从而总体表现出相似的生物地理分布格局。微生物能通过调整其表型变化加强对环境异质性的适应性。
- 赵鹏宇白雪燕平梅赵晓东武晓英柴宝峰
- 关键词：微生物群落结构表型环境因子
- 基于分子生态学网络探究亚高山草甸退化对土壤微生物群落的影响被引量：2
- 2023年
- 土壤微生物群落在草地生态系统功能中发挥着至关重要的作用,但目前尚不清楚微生物群落的分子生态网络如何响应亚高山草甸退化。以五台山4个不同退化阶段(未退化、轻度退化、中度退化和重度退化)亚高山草甸为研究对象,利用高通量测序和随机矩阵网络构建理论构建土壤微生物群落分子生态网络。探讨草地退化对亚高山草甸土壤微生物群落结构及网络的影响,不同退化程度下微生物网络结构中的关键微生物变化规律以及该过程中微生物之间的互作关系。研究结果表明,不同退化程度亚高山草甸土壤微生物(细菌、真菌和细菌-真菌)网络拓扑属性存在差异。总体上,退化增加了土壤细菌内部、真菌内部以及细菌-真菌群落间的相互作用,导致其网络结构更为复杂。未退化草甸土壤微生物网络具有较长的平均路径距离和较高的模块性,使其比退化草甸更能抵抗外界环境的变化,在应对人为干扰或者气候变化时可能具有更高的稳定性。退化草甸中的网络关键物种(模块枢纽和连接器)与未退化草甸明显不同。土壤含水量和pH与亚高山草甸土壤细菌、真菌以及整个微生物网络连通度均显著相关(P<0.05),总氮和硝氨态氮含量与土壤真菌和微生物网络连通度呈显著相关(P<0.05)。亚高山草甸退化导致土壤微生物种间关系改变,进而改变土壤微生物整体生态网络。
- 罗正明刘晋仙赫磊周妍英李眉红郑庆荣郑庆荣
- 关键词：退化草地亚高山草甸土壤微生物
- 区域城市化过程中全氟辛酸(及其盐)的多介质传输和归趋行为模拟
- 快速城市化过程导致了大量污染物如持久性有机污染物(POPs)排入环境，且影响着POPs的浓度分布和归趋过程。环渤海地区不仅是我国快速城市化的典型区域，而且是我国氟化工生产园区的聚集地，我国全氟辛酸(PFOA/PFO)的产...
- 苏超宋帅
- 关键词：全氟辛酸多介质模型
- 不同退化阶段亚高山草甸土壤原生生物群落多样性特征及驱动因素
- 2023年
- 原生生物在草地生态系统养分循环、微生物群落稳定和土壤肥力维持方面发挥着重要作用。为了揭示亚高山草甸退化过程中土壤原生生物群落组成和多样性变化格局及环境驱动机制,本文利用18Sr DNA高通量测序技术研究了五台山不同退化阶段(未退化(nondegraded,ND)、轻度(lightly degraded,LD)、中度(moderately degraded,MD)和重度退化(heavily degraded,HD))亚高山草甸土壤原生生物群落组成和多样性的变化特征。结果表明:丝足门、褐藻门、纤毛门、叶足亚门、锥足亚门、绿藻门和顶复门是亚高山草甸土壤原生生物的优势门(相对丰度>1%)。纤毛门、叶足亚门、绿藻门、Choanoflagellida和Perkinsea的相对丰度在4种不同退化程度草甸中存在显著差异(P<0.05)。LEfSe分析显示未退化草甸中主要富集了Perkinsea类群,轻度退化草甸中富集了盾纤目类群,中度退化草甸中富集了变形虫纲和卵菌纲类群,中度退化草甸中主要富集了绿藻纲和硅藻纲类群等光合自养原生生物。随着亚高山草甸退化加剧,土壤原生生物群落α多样性呈下降的趋势(P<0.05)。总氮、植物Shannon-Wiener指数、地上生物量、土壤含水量和铵态氮是土壤原生生物群落结构变化的主要预测因子。方差分解分析(variancepartitioninganalysis,VPA)结果表明土壤理化因子和植被参数共同解释了原生生物群落结构变异的38.44%,且土壤理化因子(20.69%)解释度大于植被参数(7.85%)。五台山亚高山草甸退化过程中土壤原生生物群落α多样性和结构均发生了明显的变化,土壤环境因子是影响原生生物群落结构变化的重要因素。本研究结果加强了原生生物群落作为指示草地退化指标的潜力,可为科学全面地评价亚高山草甸土壤生态系统健康状况提供数据支撑与参考。
- 罗正明刘晋仙张变华张变华郝爱华杨凯柴宝峰
- 关键词：亚高山草甸草地退化微生物多样性高通量测序
- 复合污染尾矿废水中真菌群落多样性及其驱动机制被引量：3
- 2021年
- 金属尾矿废水中含有重金属以及多种有机和无机污染物,然而在该极端生境中仍然有大量微生物存在。为了揭示碱性尾矿废水中真菌群落的组成模式和多样性格局及其维持机制,本文利用ITS1区rDNA基因扩增子测序和qPCR技术对山西中条山十八河尾矿库废水中5个不同采样点真菌群落的组成、丰度和分布格局进行了研究。通过主坐标分析(PCoA)比较不同采样点间群落结构的差异性;通过冗余分析(RDA)探讨了水体理化因子对真菌群落结构的影响;通过零模型分析了影响群落结构的主要因素;通过网络图分析了真菌类群之间的种间相互作用。结果表明,布勒掷孢酵母属(Bullera)、Schizangiella、支顶孢属(Acremonium)和亚罗酵母属(Yarrowia)是主要的优势属,真菌群落在不同采样地点从门到属水平的相对丰度均有明显变化。真菌群落丰度沿水流方向逐渐增加且与有机碳(TOC)浓度呈显著正相关。真菌群落的α-多样性与pH、重金属(As和Cu)、无机碳(IC)和铵态氮(NH4+)浓度显著相关。真菌群落的空间结构在不同采样点具有明显差异,这种差异性与理化因子没有显著关系;不同采样点真菌群落的零偏差值均大于零,且不同物种之间存在复杂的种间相互作用。以上结果说明,在尾矿废水中环境因子只对真菌群落的α-多样性有显著影响,而群落的β-多样性主要受种间相互作用关系的影响,表明在碱性铜尾矿废水中存在比较复杂的真菌群落动态模式。
- 刘晋仙柴宝峰罗正明
- 关键词：尾矿废水真菌群落多样性
- 离石兵陵沟壑区小流域生态农业系统良性循环发展研究
- 王福堂 姚启明 高文毓 杨才敏 赵艺学
- 该研究首次明确提出了“小流域生态农业”和“小流域生态农业系统”的基本概念；首次划分出了晋西黄土丘陵沟壑区小流域生态农业系统的四大系统，并构筑设计出了小流域生态农业系统良性循环框图及发展阶段示意图；系统完整地提出了小流域生...
- 关键词：
- 关键词：生态农业农业生态系统小流域治理
- 新时代背景下生态学教学改革的探讨被引量：6
- 2019年
- 生态学是一门具有时代意义的学科,经济社会发展的新形势和绿色发展的理念对生态学的教学提出更广更高的要求,人才培养必须不断顺应社会的发展需求。多学科交叉是生态学最大的特点,要求在教学中必须注重课程内容的完整性和前沿性,体现生态学在生态文明建设实践中的应用,培养学生的专业自信,提高学生课堂内外学习的兴趣和效率,领略生态学的目的和任务,增强学生的社会责任感和使命感。
- 李毳柴宝峰
- 关键词：生态学教学改革
- 煤炭工业园区多环芳烃多介质污染特征和风险
- 2024年
- 以煤炭为中心的工业活动过程中会向环境中排放大量多环芳烃(PAHs),污染土壤、水体和农作物,对人体健康造成潜在威胁。该文以山西省长治市某典型煤炭工业园区为研究区,分别在园区中心及其上下风向2、5、8km处采集饮用水、室内外灰尘和谷物样品,采用色谱-质谱仪(GS-MS)测定样品中PAHs的浓度,分析PAHs的多介质污染特征并进行健康风险评价。结果表明:研究区7个样点饮用水中∑PAHs的检出范围为233.57~337.05ng/L,符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)中多环芳烃(总量)在2×10^(3)ng/L的限值,随着距园区中心距离的增加,上风向和下风向饮用水中∑PAHs都呈现先上升后下降的趋势;小米和面粉中∑PAHs的检出范围分别为113.70~2318.57 ng/g和108.42~512.30 ng/g,且随着距离增加,上风向和下风向谷物(小米和面粉)中∑PAHs都呈现“N”趋势;室内灰尘中∑PAHs的浓度高于室外灰尘,随着距离增加,室外灰尘中∑PAHs在上风向和下风向都呈先下降后上升的趋势。健康风险评估显示,研究区饮用水中PAHs的致癌风险指数处于10^(-6)~10^(-4)范围内,具有潜在致癌风险,且成人的致癌风险高于儿童;灰尘中PAHs对人体具有强致癌风险,且室内外灰尘对儿童、成人的致癌风险均呈现出室内>室外、成人>儿童的特征;小米和面粉对人体的致癌风险均属于高致癌风险。
- 解榕苏超刘勇
- 关键词：煤炭产业多环芳烃污染特征
- 五台山不同退化程度亚高山草甸土壤微生物群落分类与功能多样性特征被引量：8
- 2023年
- 土壤微生物在草地生态系统功能中发挥着重要作用,但其多样性对草地退化的响应尚未得到充分研究.采用宏基因组测序技术对五台山亚高山草甸4个不同退化阶段[未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)]土壤微生物分类和功能多样性特征及其影响因素进行分析.结果表明,4个不同退化阶段亚高山草甸之间放线菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和Parcubacteria的相对丰度存在显著差异(P<0.05).与ND草甸相比,退化草甸增加了与碳代谢、氨基酸生物合成、丙酮酸代谢、柠檬酸循环、丙酸代谢、丁酸代谢和脂肪酸代谢相关的基因比例,表明亚高山草甸退化改变了土壤微生物群落能量代谢和营养循环的潜力.草地退化改变了土壤微生物分类和功能α多样性,特别是MD和HD草甸中微生物功能多样性显著降低.亚高山草甸退化过程中土壤微生物物种分类和功能组成均显著变化(P<0.05).土壤总氮、pH值和有机质含量对微生物群落分类和功能组成具有显著影响.植物群落β多样性与微生物群落分类和功能β多样性显著相关(P<0.05),具有强耦合性.研究结果揭示了草地退化过程中地下微生物分类和功能多样性的变化及驱动机制,为亚高山草甸保护和生态修复提供了理论依据.
- 罗正明刘晋仙胡砚秋赫磊周妍英郑庆荣郑庆荣
- 关键词：草地退化亚高山草甸土壤微生物
