陜西靖邊花豹灣聚湫壩地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征及其影響因子①

闞　尚，李福春*，田智宇，金章東，肖　軍

（1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京　210095；2 中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所，西安　710061）

?

陜西靖邊花豹灣聚湫壩地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征及其影響因子①

闞尚1，李福春1*，田智宇1，金章東2，肖軍2

（1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京210095；2 中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所，西安710061）

摘要：以黃土高原天然形成的花豹灣聚湫為研究對(duì)象，系統(tǒng)分析了3個(gè)剖面中土壤的機(jī)械組成、有機(jī)碳（SOC）、全氮（TN）、微生物生物量碳（MBC）和微生物生物量氮（MBN），并利用磷脂脂肪酸法（PLFA）測(cè)定了土壤中細(xì)菌、真菌和放線(xiàn)菌的數(shù)量，重點(diǎn)討論了微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)與碳、氮含量及機(jī)械組成之間的相關(guān)性。結(jié)果表明：①砂粒含量沿著壩尾-壩前的方向有逐漸降低的趨勢(shì)，粉砂粒和黏粒含量則有逐漸升高的趨勢(shì)，在垂直方向上可劃分出 5個(gè)明顯的沉積旋回（深度分別為0 ～ 40、50 ～ 60、70 ～ 80、100 ～ 120和240 ～ 260 cm）；②聚湫壩地土壤微生物主要含有脂肪酸（15：0 iso、18：1 w9c、18：1 w7c、16：0 10-methyl），約占PLFA總量的54%，土壤微生物以細(xì)菌為主，約占65% ～ 75%，放線(xiàn)菌約占15% ～ 25%，真菌約占5% ～ 10%；③3種多樣性指數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，依次為A剖面＞B剖面＞C剖面，3個(gè)剖面的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)存在比較明顯的差異，其中A剖面分化明顯；④土壤微生物總量、細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量與土壤中粉粒和黏粒含量以及MBC、MBN、SOC和TN均呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）的正相關(guān)關(guān)系；⑤土壤中細(xì)顆粒組分可能是影響微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的主要因子。

關(guān)鍵詞：花豹灣聚湫；微生物；群落結(jié)構(gòu)；磷脂脂肪酸；土壤剖面

土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)中最活躍和最易變化的部分，被認(rèn)為是土壤生態(tài)系統(tǒng)演替的預(yù)警及敏感指標(biāo)［1］。土壤微生物種類(lèi)和數(shù)量有可能響應(yīng)土壤生態(tài)環(huán)境所發(fā)生的變化［2］，并在一定程度上影響土壤養(yǎng)分的利用和循環(huán)［3］。因此，研究黃土高原土壤微生物數(shù)量及其群落結(jié)構(gòu)特征對(duì)于進(jìn)一步了解黃土高原生態(tài)環(huán)境變化具有重要意義。

在黃河中游黃土陡崖深溝地帶，地震或重力等作用常造成巨量塌方。若坍塌下來(lái)的黃土閘住山溝、攔住泥水，則形成天然攔泥壩，稱(chēng)為“聚湫”，其攔截泥沙淤積而成的平地稱(chēng)為壩地［4］。與天然聚湫相對(duì)應(yīng)的概念是人工淤地壩。修筑淤地壩的主要目的是淤地造田。20 世紀(jì) 60 年代以來(lái)， 勞動(dòng)人民在黃土高原上修建了眾多的淤地壩。截至 2002 年，黃土高原已建成淤地壩 11 萬(wàn)余座，淤成壩地 30 多萬(wàn) hm2，可攔蓄泥沙 210 億 m3。有文獻(xiàn)可考的最早的人工淤地壩修建于明代萬(wàn)歷年間（公元 1573—1619年）［5］。聚湫和淤地壩在控制黃土高原水土流失、減少入黃泥沙和糧食增產(chǎn)等方面都具有十分重要的意義［6］。同時(shí)，聚湫和淤地壩土壤/沉積物中還蘊(yùn)藏著豐富的環(huán)境變化信息。有些聚湫已歷時(shí)很長(zhǎng)，例如陜西省子洲縣裴家灣鎮(zhèn)黃土洼村的聚湫形成于公元 1569年［5］，距今已有 445 年。可見(jiàn)，聚湫是研究土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)演變的理想對(duì)象。但是，在長(zhǎng)期的自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)影響下，大多數(shù)聚湫僅幸存了部分壩體和淤積物質(zhì)，甚至蕩然無(wú)存，完整保留下來(lái)的聚湫則十分有限［7］。因此，相關(guān)研究工作主要針對(duì)歷史較短的人工淤地壩而進(jìn)行。目前，在研究淤地壩的過(guò)程中，研究者往往側(cè)重于壩地的沉積旋回規(guī)律、泥沙來(lái)源、水分和養(yǎng)分狀況等方面［8-10］，較少關(guān)注壩地土壤微生物特征及其與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系。

磷脂脂肪酸（PLFA）是微生物細(xì)胞膜的重要組成部分。微生物細(xì)胞死亡后，PLFA能夠快速降解。不同微生物PLFA 的碳原子數(shù)目、雙鍵位置和異構(gòu)性等具有特異性。因此，PLFA不僅可以用來(lái)表征活的微生物數(shù)量，而且還可以提供微生物群落結(jié)構(gòu)方面的信息［11］。目前，PLFA法已發(fā)展成為一種快速、可靠和經(jīng)濟(jì)的土壤微生物的分析方法。根據(jù)歷史記載［12］，我們?cè)陉兾魇【高吙h找到了距今已有 150多年的天然聚湫——花豹灣聚湫并采集了樣品，測(cè)定了土壤的基本理化性質(zhì)，重點(diǎn)利用 PLFA法研究了該聚湫壩地土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)。本文通過(guò)討論土壤微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)特征及其與土壤的主要物理化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性，試圖闡明微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的主要控制因子，為黃土高原的生態(tài)環(huán)境變化研究提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1花豹灣聚湫概況及樣品采集

花豹灣位于陜西省榆林市靖邊縣新城鄉(xiāng)境內(nèi)。新城鄉(xiāng)位于靖邊縣南部山區(qū)，地處白于山區(qū)腹地、無(wú)定河的源頭，屬典型的黃土丘陵溝壑區(qū)。靖邊縣四季變化明顯，年均氣溫7.8℃，年均降水量395 mm，無(wú)霜期130天，屬半干旱內(nèi)陸季風(fēng)氣候?；ū獮尘垆形挥?08°36′E，37°18′N(xiāo)，形成于公元1851—1861年，距今已有150多年。聚湫壩高67 m，淤成壩地20 hm2，壩地內(nèi)的土壤為黃綿土［12］。我們以200 m間隔在壩前、壩中和壩尾各挖掘一個(gè)3 m深的剖面，分別稱(chēng)為A、B和C剖面（圖1）。在0 ～ 1.00 m區(qū)段，按10 cm間隔采樣；從1.00 m到3.00 m區(qū)段，按20 cm間隔采樣，即每個(gè)剖面采集20個(gè)樣品。采樣時(shí)（2013年5月）當(dāng)季玉米剛剛播種。

1.2測(cè)定方法

利用重鉻酸鉀外加熱法和凱氏定氮法分別測(cè)定土壤有機(jī)碳（SOC）和全氮（TN）。利用沉降-虹吸法測(cè)定土壤機(jī)械組成［13］。采用氯仿熏蒸-K2SO4提取法測(cè)定土壤微生物生物量碳（MBC）和微生物生物量氮（MBN）［14］。采用修正的Bligh-Dyer方法測(cè)定PLFA［15］，主要過(guò)程為：通過(guò)提取脂-過(guò)柱純化-甲基化3個(gè)步驟將土壤中的脂肪酸提取出來(lái)，用Agilent 6890氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定。該方法以酯化C19： 0為內(nèi)標(biāo)，單個(gè)的脂肪酸種類(lèi)用nmol/g干土表示，每種脂肪酸的濃度基于碳內(nèi)標(biāo) 19： 0 的濃度來(lái)計(jì)算［16］。運(yùn)用 SPSS Statistics 20系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用Canoco 5.0軟件制圖。

圖1　花豹灣聚湫剖面位置示意圖Fig. 1　Location sketch of the profiles in Huabaowan landslide reservoir

2　結(jié)果與討論

2.1土壤機(jī)械組成的分布規(guī)律

測(cè)定結(jié)果顯示，3個(gè)剖面的土壤均以砂粒為主，粉砂粒為次，黏粒含量均最低（圖2）。對(duì)比3個(gè)剖面可以發(fā)現(xiàn)，砂粒的平均含量表現(xiàn)為：A剖面（平均含量508.9 g/kg）＜B剖面（589.9 g/kg）＜C剖面（599.8 g/kg），而黏粒和粉砂粒則剛好相反，即A剖面（平均含量分別為43.5和439.8 g/kg）＞B剖面（32.2和363.2 g/kg）＞C剖面（20.2和229.1 g/kg）。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是：當(dāng)徑流到達(dá)聚湫壩后，所攜帶的泥沙先后沉積，在重力作用下，粗顆粒運(yùn)移距離較短，在壩的中尾部沉積，而細(xì)顆?？蛇w移至壩前。于是，在壩尾-壩前的水平方向上形成了砂粒含量逐漸降低、粉砂粒和黏粒逐漸升高的趨勢(shì)［17］。

圖2　土壤機(jī)械組成的垂直分布圖Fig. 2　Vertical distributions of the mechanical compositions in the soils

每次洪水被淤地壩阻攔時(shí)，顆粒物在重力作用下發(fā)生沉降作用：粗顆粒先沉降，形成一個(gè)粗顆粒層；之后，中、細(xì)顆粒相繼沉降，形成一個(gè)相對(duì)較細(xì)的顆粒層。研究發(fā)現(xiàn)，在淤地壩常見(jiàn)一種特殊的土層結(jié)構(gòu)“凍豆腐層”［8］。這種土層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是孔隙度、毛細(xì)孔隙比例和含水量均較高。一個(gè)粗顆粒層和一個(gè)細(xì)顆粒層構(gòu)成一個(gè)旋回，代表發(fā)生了一次洪水泛濫事件。借鑒上述研究成果，我們可以在花豹灣聚湫壩地土壤的機(jī)械組成垂直分布圖上勾畫(huà)出5個(gè)沉積旋回，其對(duì)應(yīng)的土層深度分別為：0 ～ 40、50 ～ 60、70 ～ 80、100 ～ 120和240 ～260 cm（圖2）。這可能說(shuō)明，花豹灣聚湫所在位置在150多年以來(lái)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)5次較大的洪水泛濫事件。

2.2土壤有機(jī)碳和全氮含量的垂直分布規(guī)律

土壤有機(jī)碳（SOC）在花豹灣剖面中的分布規(guī)律與其他土壤剖面一樣，即在表層含量最高（在 A、B 和C剖面中的最高值分別為2.61、2.16和2.02 g/kg）（圖3）。在0 ～ 60 cm范圍內(nèi)呈現(xiàn)出總體上隨深度的增加而降低的趨勢(shì)；在大約210 ～ 260 cm范圍內(nèi)，SOC出現(xiàn)另一個(gè)高值區(qū)（最高值略低于表層）。在剖面最上部（大致在0 ～ 60 cm范圍內(nèi)）存在一個(gè)全氮（TN）高值區(qū)；在剖面下部，TN含量較低且無(wú)明顯的變化。無(wú)論是SOC含量還是TN含量，均呈現(xiàn)如下規(guī)律：A剖面＞B剖面＞C剖面。

2.3微生物生物量碳、氮及其與機(jī)械組成的相關(guān)性

盡管土壤微生物生物量碳（MBC）僅占土壤總碳的1% ～ 4%，土壤微生物生物量氮（MBN）也僅占土壤全氮的2% ～ 7%，但它們卻是土壤中最活躍的碳庫(kù)和氮庫(kù)之一，是土壤肥力的重要指標(biāo)。因此，研究土壤MBC和MBN是了解土壤響應(yīng)環(huán)境影響的重要手段［18］。從垂直分布來(lái)看，MBC和MBN含量均存在兩個(gè)大體上一致的高值區(qū)。第一個(gè)高值區(qū)位于剖面最上部（大約在0 ～ 60 cm范圍內(nèi)）；第二個(gè)高值區(qū)大約位于220 ～ 240 cm范圍內(nèi)（圖4）?？傮w上來(lái)看，MBC和MBN含量有如下規(guī)律：A剖面＞B剖面＞C剖面。相關(guān)性分析結(jié)果表明，MBC與砂粒具有極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（對(duì)于A、B和C剖面，相關(guān)性系數(shù)r分別為0.56、0.58和0.61，P＜0.01），與粉砂粒（r分別為0.49、0.53和0.52，P＜0.05）和黏粒（r分別為0.49、0.45和0.51，P＜0.05）具有顯著的正相關(guān)關(guān)系（表1）。

圖3　土壤有機(jī)碳和全氮含量的垂直分布圖Fig. 3　Vertical distributions of SOC and TN contents in the soils

　圖4　土壤微生物生物量碳、氮的垂直分布圖Fig. 4　Vertical distributions of MBC and MBN contents in the soils

表1　微生物指標(biāo)與化學(xué)成分、機(jī)械組成的相關(guān)系數(shù)（n = 20）Table 1　Correlation coefficients for microbiological indexes with chemical compositions and mechanical compositions of the soils

2.4微生物數(shù)量特征及其與化學(xué)成分和機(jī)械組成的相關(guān)性

PLFA分析結(jié)果表明，從3個(gè)土壤剖面中共檢測(cè)出 17 種 PLFA 生物標(biāo)記。其中，屬于細(xì)菌的生物標(biāo)記有：15：0 iso、15：0 anteiso、16：0 iso、16：1 w7c、16：1 w6c、17：0 iso、17：0 anteiso、17：1 w8c、16：1 2OH、18：1 w9c、18：1 w7c 和 20：1 w7c；屬于真菌的有 16：1 w5c 和 18：2 w6c；屬于放線(xiàn)菌的有 16：0 10-methyl 和 17：0 10-methyl；其余還有少量原生動(dòng)物。在花豹灣聚湫壩地土壤的微生物中（表2），細(xì)菌占主導(dǎo)地位，約占總量的 65% ～ 75%。真菌和放線(xiàn)菌分別約占 5% ～10% 和 15% ～ 25%。革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌、革蘭氏陰性細(xì)菌和放線(xiàn)菌含量在 A 剖面土壤中最高（10.18、32.81、9.61 nmol/g），在 C 剖面土壤中最低（6.13、20.45、6.54 nmol/g）；革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌/革蘭氏陰性細(xì)菌比值大小排序?yàn)?A 剖面＞C剖面＞B 剖面，真菌/細(xì)菌比值大小排序?yàn)?A 剖面＞B剖面＞C剖面。

從垂直方向上來(lái)看，可將剖面分成 3 個(gè)高值區(qū)和 3 個(gè)低值區(qū)共 6 個(gè)土層（圖 5）。3 個(gè)高值區(qū)大致分別位于 0 ～ 50、120 ～ 140 和 220 ～ 260 cm 處，這與 SOC、TN、MBC 和 MBN 的分布大體上一致。從圖 5 還可以看出，土壤微生物數(shù)量具有隨著深度增加而降低的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)椋弘S著深度的增加，土壤養(yǎng)分含量減少，通氣性和水熱條件變差。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是PLFA總量，還是細(xì)菌、真菌、放線(xiàn)菌含量，均具有A剖面＞B剖面＞C剖面的變化規(guī)律。

表2　土壤中特征微生物類(lèi)群 PLFA 總量及其比值Table 2　Total PLFA and the ratio of the characteristics of microorganisms in soils

相關(guān)性分析結(jié)果表明，微生物總量、細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量與砂粒含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與粉砂粒和黏粒呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。它們與MBC、MBN、SOC和TN呈正相關(guān)關(guān)系，絕大多數(shù)達(dá)到極顯著水平（表 1）。這充分地說(shuō)明，土壤機(jī)械組成通過(guò)影響有機(jī)質(zhì)含量而決定了微生物數(shù)量。

圖5　土壤微生物PLFA含量的垂直分布圖Fig. 5　Vertical distributions of soil microbial PLFA contents

2.5微生物群落多樣性指數(shù)

利用各物種 PLFA值通過(guò) Shannon、Simpson 和 Pielou多樣性指數(shù)模型計(jì)算可以得出微生物群落多樣性指數(shù)。不同多樣性指數(shù)反映了土壤微生物多樣性的不同側(cè)面。Magurran［19］指出Shannon指數(shù)受群落物種微生物的豐富度影響較大，Simpson指數(shù)則反映了微生物群落中最常見(jiàn)的物種，Pielou指數(shù)則是微生物群落物種均一性的度量。按圖5的分層方法，我們計(jì)算了每個(gè)土層的平均 Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)（表3）。結(jié)果表明：①微生物數(shù)量高值區(qū)的Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)基本上都高于其下的低值區(qū)；②無(wú)論是高值區(qū)還是低值區(qū)，上述多樣性指數(shù)均有隨著深度的增加而減小的趨勢(shì)；③在相同的深度處，上述多樣性指數(shù)均有A剖面＞B剖面＞C剖面的趨勢(shì)。

表3　土壤微生物群落多樣性指數(shù)Table 3　Diversity indices of soil microbial communities

2.6微生物群落結(jié)構(gòu)主成分分析

主成分分析結(jié)果表明，第一和第二主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為 75.6% 和 21.5%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到97.1%。這說(shuō)明，利用這兩個(gè)主成分完全可以區(qū)分微生物群落結(jié)構(gòu)（圖6）。主成分分析圖顯示，分別代表A、B和C剖面的3個(gè)三角形被較明顯地分開(kāi)（圖6a）。這暗示著 3個(gè)剖面的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)存在比較明顯的差異。相比而言，代表B剖面和C剖面的兩個(gè)三角形較為接近，并與代表 A剖面的三角形分得較開(kāi)。在主成分分析圖中，剖面和箭頭間的夾角呈銳角時(shí)，表示該剖面與箭頭所代表的因子相關(guān)性強(qiáng)，且?jiàn)A角越小表示相關(guān)性越強(qiáng)［20］。據(jù)此可以判斷，3個(gè)剖面總生物量、真菌、細(xì)菌、放線(xiàn)菌以及原生動(dòng)物生物量之間的相關(guān)性強(qiáng)弱均為：A剖面＞B剖面＞C剖面（圖 6b）。該順序與黏粒含量的大小順序一致。該結(jié)果說(shuō)明，黏粒組分可能影響著土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的分布。

圖6　微生物群落的主成分分析Fig. 6　Principal component analysis of soil microbial communities' PLFAs

3　結(jié)論

1） 砂粒含量沿著壩尾、壩中和壩前的方向有逐漸降低的趨勢(shì)，粉砂粒和黏粒含量則有逐漸升高的趨勢(shì)，在垂直方向上可劃分出5個(gè)明顯的沉積旋回（深度分別為0 ～ 40、50 ～ 60、70 ～ 80、100 ～ 120 和240 ～ 260 cm）。

2） 聚湫壩地土壤微生物主要含有脂肪酸（15：0 iso，18：1 w9c，18：1 w7c，16：0 10-methyl），約占PLFA總量的54%。從微生物數(shù)量上來(lái)看，剖面包括3個(gè)高值區(qū)（分別位于0 ～ 50、120 ～ 140 和220 ～ 260 cm處）和3個(gè)低值區(qū)。土壤微生物以細(xì)菌為主，約占65% ～ 75%，其次為放線(xiàn)菌和真菌，分別約占15% ～ 25% 和5% ～ 10%。

3） Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，均為A剖面＞B剖面＞C剖面。微生物群落結(jié)構(gòu)可能與其數(shù)量有關(guān)，微生物數(shù)量高值區(qū)的3種多樣性指數(shù)基本上都高于其下的低值區(qū)，3個(gè)剖面的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)存在比較明顯的差異，其中A剖面分化明顯。

4） 土壤微生物總量、細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量與土壤中粉粒和黏粒含量以及 SOC和 TN均呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）正相關(guān)，而 SOC、TN與MBC、MBN也均呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明土壤機(jī)械組成影響著SOC和TN在土壤中的粒度分布，進(jìn)而控制微生物數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ White D C， Davis W M， Nickels J S， et al. Determination of the sedimentary microbial biomass by extractible lipid phosphate［J］. Oecologia， 1979， 40（1）： 51-62

［2］ Bossio D A， Fleck J A， Scow K M， et al. Alteration of soil microbial communities and water quality in restored wetlands［J］. Soil Biology and Biochemistry， 2006， 38（6）：1 223-1 233

［3］Harris J A， Birch P. Soil microbial activity in opencast coal mine restorations［J］. Soil Use and Management， 1989， 5（4）：155-160

［4］ 陳升輝， 陳彰岑. 從天然攔泥壩（聚湫）看大型攔泥壩的前景［J］. 黃河建設(shè)， 1964（11）： 16-18

［5］ 陳曉梅. 黃土高原地區(qū)淤地壩的形成與發(fā)展［J］. 山西水土保持科技， 2006， 32（4）： 20-21

［6］ 王云強(qiáng)， 張興昌， 韓鳳鵬. 黃土高原淤地壩土壤性質(zhì)剖面變化規(guī)律及其功能探討［J］. 環(huán)境科學(xué)， 2008， 29（4）：1 020-1 026

［7］ 李殿旭. 談天然聚湫和人工聚湫［J］. 黃河建設(shè)， 1965（12）：21-22

［8］張信寶， 溫仲明， 馮明義， 等. 應(yīng)用137Cs 示蹤技術(shù)破譯黃土丘陵區(qū)小流域壩庫(kù)沉積賦存的產(chǎn)沙記錄［J］. 中國(guó)科學(xué) D 輯： 地球科學(xué)， 2007， 37（3）： 405-410

［9］ 劉鵬， 岳大鵬， 李奎. 陜北黃土洼淤地壩粗顆粒沉積與暴雨關(guān)系探究［J］. 水土保持學(xué)報(bào)， 2014， 28（1）： 79-83

［10］ 彌志娟， 穆興民， 趙廣舉. 黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)區(qū)小流域泥沙粒徑的分形分析［J］. 水土保持研究， 2014， 21（1）：12-17

［11］ 汪峰， 蔣瑀霽， 李昌明， 等. 不同氣候條件下潮土微生物群落的變化［J］. 土壤， 2014， 46（2）： 290-296

［12］ 溫懷德， 李昌檀， 馬國(guó)廷. 靖邊縣志［M］. 陜西： 陜西人民出版社， 1993： 57-60

［13］ 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析［M］. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005： 25-42

［14］ Joergensen R G， Mueller T. The fumigation-extraction method to estimate soil microbial biomass： Calibration of the kEN value［J］. Soil Biology and Biochemistry， 1996，28（1）： 33-37

［15］ Bligh E G， Dyer W J. A rapid method of total lipid extraction and purification［J］. Canadian Journal of Biochemistry and Physiology， 1959， 37（8）： 911-917

［16］ Tunlid A， Hoitink H A J， Low C， et al．Characterization of bacteria that suppress rhizoctonia damping off in bark compost media by analysis of fatty acid biomarkers［J］. Applied and Environmental Microbiology， 1989， 55（6）： 1 368-1 374

［17］ 龍翼， 張信寶， 李敏， 等. 陜北子洲黃土丘陵區(qū)古聚湫洪水沉積層的確定及其產(chǎn)沙模數(shù)的研究［J］. 科學(xué)通報(bào)，2009， 54（1）： 73-78

［18］ 高嵩涓， 曹衛(wèi)東， 白金順， 等. 長(zhǎng)期冬種綠肥改變紅壤稻田土壤微生物生物量特性［J］. 土壤學(xué)報(bào)， 2015， 52（4）：902-910

［19］ Magurran A E. Ecological diversity and its measurement［M］. Princeton， NJ： Princeton University Press， 1988，141-162

［20］ Dong W Y， Zhang X Y， Dai X Q， et al. Changes in soil microbial community composition in response to fertilization of paddy soils in subtropical China［J］. Applied Soil Ecology， 2014， 84（2）： 140-147

Characteristics and influencing factors of Soil Microbial Community Structure of Huabaowan Landslide Reservoir in Jingbian， Shanxi

KAN Shang1， LI Fuchun1*， TIAN Zhiyu1， JIN Zhangdong2， XIAO Jun2
（1 College of Resources and Environmental Sciences， Nanjing Agricultural University， Nanjing210095， China；2 Instiute of Earth Environment， Chinese Academy of Sciences， Xi'an710061， China）

Abstract：The contents of soil mechanical composition， organic carbon （SOC）， total nitrogen （TN）， microbial biomass carbon （MBC）， microbial biomass nitrogen （MBN） of the soils from dam of Huabaowan landslide reservoir were investigated using systemative analysis. The density of bacteria， fungi and actinomycetes in the soils was measured using phospholipid fatty acids （PLFAs）. We focused on the correlations of the density and community structure of microbes with the contents of carbon，nitrogen and mechanical composition of the soils from Huabaowan landslide reservoir which is formed naturally in the Loess Plateau. The results showed that： 1） the contents of sand decreased gradually， however， the contents of silt and the clay increased gradually along the direction from the tail of dam to the front of dam， and it was formed 5 distinct depositional cycles （0-40，50-60， 70-80， 100-120， 240-260 cm） in the vertical direction； 2） soil microbes mainly contained fatty acids （15：0 iso， 18：1 w9c，18：1 w7c， 16：0 10-methyl） in landslide reservoir， which was about 54% of total PLFA. Bacteria was the main composition of the soil microbial community， accounting for 65%-75% of the total PLFA. Actinomycetes accounted for about 15%-25%， and fungi accounted for about 5%-10% of the total PLFA； 3） the changing tendency of diversity indices for the three species was similar，following the order： A profile ＞B profile ＞C profile. There were significant differences of soil microbial community structure among three profiles， and A profile differentiated more obviously than others； 4） the total soil microbes and the density of bacteria and fungi were positively correlated with the contents of silt， clay， MBC， MBN， SOC and TN significantly （P＜0.05）； 5） fine particle components may be the main factor determining the density and community structure of microbes in the soils.

Key words：Huabaowan landslide reservoir； Microbes； Community structure； PLFA； Soil profile

中圖分類(lèi)號(hào)：Q938.1

DOI：10.13758/j.cnki.tr.2016.02.013

基金項(xiàng)目：①中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目（KZZD-EW-04）資助。

* 通訊作者（fchli@njau.edu.cn）

作者簡(jiǎn)介：闞尚（1989—），男，安徽宣城人，碩士研究生，主要從事生態(tài)恢復(fù)方面的研究。E-mail： 2012103024@njau.edu.cn