采煤沉陷区复垦对土壤细菌群落组装及固碳功能的影响

X172; 复垦能有效提升矿区生态服务功能,但复垦土壤功能重建的微生物学机制尚不清晰.厘清复垦如何影响土壤细菌群落特征、组装机制及固碳功能,对重塑矿区生态自维持能力至关重要.为此,结合零模型分析,采用MiSeq高通量测序及qPCR芯片技术,探索东滩矿区 9 a、12 a、15 a和 18 a等 4个复垦年限土壤细菌群落组装过程及固碳功能变化.结果表明:①复垦和复垦时间对土壤理化和酶活性影响显著,复垦土壤pH、铵态氮(AN)、过氧化氢酶(CAT)及磷酸酶(PO)随复垦时间增长呈显著增加(P<0.05),有机碳(SOC)、有效磷(AP)、硝态氮(NN)及脲酶(UE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 1; pp. 345 - 354
Main Authors 陈浮, 宋晓君, 董文雪, 朱燕峰, 尤云楠, 马静
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河海大学 公共管理学院, 江苏 南京 211000%中国矿业大学 化工学院, 江苏 徐州 221000%中国矿业大学 矿山生态修复教育部工程研究中心, 江苏 徐州 221116%河海大学 公共管理学院, 江苏 南京 211000 2024
中国矿业大学 化工学院, 江苏 徐州 221000
Subjects
ecological restoration in mining area
eastern mining area
land reclamation
土地复垦
固碳基因
东部矿区
carbon sequestration gene
矿区生态修复
soil microorganism
土壤微生物
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2023-1221

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Summary:X172; 复垦能有效提升矿区生态服务功能,但复垦土壤功能重建的微生物学机制尚不清晰.厘清复垦如何影响土壤细菌群落特征、组装机制及固碳功能,对重塑矿区生态自维持能力至关重要.为此,结合零模型分析,采用MiSeq高通量测序及qPCR芯片技术,探索东滩矿区 9 a、12 a、15 a和 18 a等 4个复垦年限土壤细菌群落组装过程及固碳功能变化.结果表明:①复垦和复垦时间对土壤理化和酶活性影响显著,复垦土壤pH、铵态氮(AN)、过氧化氢酶(CAT)及磷酸酶(PO)随复垦时间增长呈显著增加(P<0.05),有机碳(SOC)、有效磷(AP)、硝态氮(NN)及脲酶(UE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、蛋白酶(PRO)则相反(P<0.05);②随机性过程主导了复垦土壤细菌群落的组装过程,且扩散限制的贡献最大;③有机碳、硝态氮、铵态氮、有效磷、β-葡萄糖苷酶及过氧化氢酶与碳循环功能基因丰度有显著性相关,复垦改善土壤理化从而增强固碳功能;④结构方程模型显示,复垦年限增加直接影响土壤理化性质,进而间接影响土壤微生物群落的组装过程,这可能是导致碳循环功能基因丰度变化的主要原因.研究结果为矿区复垦土壤生产力改善和固碳功能提升提供理论依据.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2023-1221