不同利用方式对红壤甲烷营养菌丰度的影响

【摘要】：甲烷是最重要的温室气体之一,目前对温室效应的贡献率约为20%。大气 CH_4的含量是由其源和汇二者共同决定的,源的增大和汇的减小均会使得大气 CH_4含量增加。土壤中甲烷营养菌对甲烷的氧化是大气甲烷唯一的生物汇。甲烷营养菌(Methanotrophs)又称甲烷氧化菌,是一类以甲烷为唯一碳源和能源的功能微生物。甲烷营养菌可分为 Type Ⅰ和 Type Ⅱ两种类型。土壤甲烷营养菌的丰度可用来反映土壤对甲烷的吸纳能力,对于监测土壤对大气甲烷的消耗情况,寻求全球温室效应的缓解途径具有重要意义。本研究采用实时荧光定量 PCR(Real-time PCR)的方法测定了旱地红壤中甲烷营养菌总的 pmoA 基因(编码颗粒状甲烷单氧化酶)拷贝数,以及基于16S rRNA 基因的 Type Ⅰ、Type Ⅱ型甲烷营养菌拷贝数,以考查长期不同土地利用方式(10年)对表层(0-10 cm)土壤甲烷营养菌数量的影响。试验处理为: (1)退化区(D,原始利用的自然植被演替);(2)农作区(F,耕地利用,季节作物植被);(3)湿地松(P,针叶林单一植被);(4)恢复区(R,自然植被);(5)茶园区(T,常绿灌丛单一植被)。定量结果显示,Type Ⅰ型甲烷营养菌数量:FRTPD;Type Ⅱ型甲烷营养菌数量:R FTPD;而甲烷营养菌的 pmoA 基因拷贝数大小依次为:RFPTD。恢复区与农作区的甲烷营养菌数量显著高于其它处理;湿地松与茶园区其次,且二者间无显著差异; 而退化区土壤甲烷营养菌数量显著低于其它演替系统。五种不同利用方式下土壤营养菌数量均一致表现为 Type ⅠType Ⅱ,说明 Type Ⅰ型甲烷营养菌可能在该土壤甲烷氧化过程中起主导作用。相关性分析发现,甲烷营养菌 Type Ⅰ和 Type Ⅱ的总拷贝数与总的 pmoA 基因拷贝数呈显著正相关(r=0.845,n=15,P0.01),表明通过分别定量甲烷营养菌的16S rRNA 基因和 pmoA 功能基因拷贝数可获取相一致的结果,即旱地农作(季节作物植被)及自然植被(恢复区)条件下土壤具有相对较高的甲烷氧化能力;相反,单一植被条件下土壤甲烷氧化能力较低,而退化生态系统(每年收割地表植被并移出)土壤的甲烷氧化能力最低。总之,不同土地利用方式亦即地表植被不同对旱地红壤吸纳甲烷的能力具有重要的影响。 【作者单位】：中国科学院生态环境研究中心 中国科学院生态环境研究中心
【分类号】：S154.3
【正文快照】： 不同利用方式对红壤甲烷营养菌丰度的影响@郑勇$中国科学院生态环境研究中心!北京 100085 @贺纪正$中国科学院生态环境研究中心!北京 100085甲烷是最重要的温室气体之一,目前对温室效应的贡献率约为20%。大气 CH_4的含量是由其源和汇二者共同决定的,源的增大和汇的减小均

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