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22卷11期草业科学1 Vol122,No111PRAT AC ULTU RAL SCIENCE11/2005草地资源与利用我国草地土壤微生物生态研究进展及浅评姚拓1,2,马丽萍3,张德罡1(11甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州730070;21兰州大学干旱农业生态国家重点实验室,甘肃兰州73000;31甘肃农业大学图书馆,甘肃兰州730070)摘要:从我国草地土壤微生物生态分布、数量和生物量研究,人为措施对草地土壤微生物的影响,微生物在草地生态系统物质转化和能量流动中的作用及有益微生物筛选和应用研究等方面对我国草地土壤微生物生态研究进展进行了综述和浅评,并对未来研究进行了展望。
关键词:草地;土壤微生物生态;研究进展中图分类号:S15413文献标识码:A文章编号:1001-0629(2005)11-0001-07y从H aeckel1866年正式提出生态学概念至今,微生物生态学的形成与发展大致经历了启蒙阶段(19世纪中叶-20世纪中叶)、诞生阶段(20世纪60-70年代)和成熟阶段(20世纪70年代以后)[1]。
随着各个阶段的深入,农业土壤微生物生态研究有了较大发展,如美国土壤微生物学家Alexander M1的5微生物生态学6(M icrobial Ecolo gy)、英国Campbell R E的5微生物生态学6 (M icrobial Eco logy)、日本柳田友道的5微生物生态学6等十几部著作相继问世。
我国微生物生态的研究则起步较晚。
20世纪70年代中期以前,我国微生物生态学研究很薄弱,研究手段与国际先进水平相比很落后。
1977年,我国参加了联合国教科文组织制定的/人类与生物圈0(Man and Biosphere,MAB)研究计划。
此后,我国微生物生态研究发展较为迅速。
1991年许光辉等出版了我国微生物生态方面的第1本专著5微生物生态学6,1993年程东升出版了国内外森林微生物生态的第1本专著5森林微生物生态学6。
1 前言土壤微生物是土壤生物中的一个重要类群，在生物地球化学循环的许多方面具有十分重要的生态功能，如物质合成、生物降解、生物固氮等，其群落结构、多样性及其动态过程可以作为气候和土壤环境条件变化的敏感指标（于水强等，2015）。
目前，我国关于土壤微生物的研究多集中于森林生态系统和农田生态系统等，而对草地微生物的研究还处于起步阶段。
本文分别从微生物多样性、影响因子和研究方法3个方面综述草地土壤微生物的研究进展，以期为未来相关研究的继续深入提供一定的参考。
2草地生态系统土壤微生物研究进展2.1 草地土壤微生物多样性微生物组成一般按照微生物的分类信息，根据界、门、纲、目、科、属、种的分类级别来进行归纳，α-多样性常用香农（Shannon）指数、辛普森（Simpson）指数进行表征；Simpson 均匀度指数常用来表征土壤微生物均匀度；β-多样性（Bray-Curtis、Jaccard、Sorensen距离等）常用来表征微生物群落间的差异；丰富度以样品中所测 OTU 数目来表征（丁军军，2016）。
任佐华等 (2011)研究指出，三江源地区的土壤中存在着大量的微生物类群，对高寒生态系统的物质循环、涵养水源、菌种资源储藏等方面都起到了重要作用。
Zhang等（2017）在研究青藏高原土壤微生物对高寒草甸植被退化的响应时发现，两种草甸的微生物群落结构和多样性有显著的差异，高寒草原化草甸的微生物ɑ-多样性显著高于高寒草甸。
2.2 草地土壤微生物影响因子。
草地土壤微生物影响因子有多种，许多学者对其进行了研究。
Yang等（2013）发现土壤pH、土壤温度、NH4+-N和植物多样性这四个因素共同影响着草地微生物群落组成，并预测全球气候变化改变了土壤微生物的群落结构功能；胡雷等（2014）对不同退化阶段的高寒草甸进行了研究，指出微生物会受到草原植被退化的影响，认为土壤微生物群落处于中度退化演替阶段草甸中时，结构最复杂、生物量也最高；而Zhang等（2017）则认为在环境因子中，土壤养分是影响高寒草甸植被的退化演替中微生物群落结构和功能的关键因子。
草地微生物生态研究进展土壤微生物是土壤有机质与土壤养分转化和循环的动力，它所含的养分是植物生长所需养分的一个重要来源。
因此，微生物参数可作为土壤质量变化的指标。
草地微生物在草原生态系统的物质循环和能量转化中占有重要地位。
在草原生态系统中，微生物在土壤中的生物量，既反映了土壤各因素对微生物的影响和作用，同时由于微生物的生物化学活性，也可以反映出土壤矿化能力的大小，能动地影响土壤肥力，草地植物生长发育与土壤改良状况，揭示土壤发育的现状和趋向。
不同草原类型，不同植物群落或同一群落不同人为因素干扰下，会对草原土壤微生物产生不同的生态效应，这方面的研究对于退化草场的恢复和治理以及提高草原生产力均有重要的理论和实践意义。
从Haeckel 1866 年正式提出生态学概念开始，随着美国土壤微生物学家Alexander M1 的《微生物生态学》( MicrobialEcology ) 、英国Camp bell R E 的《微生物生态学》( Microbial Ecology) 、日本柳田友道的《微生物生态学》等十几部著作相继问世，土壤微生物生态研究已有了较大发展，但我国微生物生态的研究则起步较晚。
从20世纪80 年代起有一些学者从不同侧面对草地土壤微生物生态研究，近些年，我国草地土壤微生物生态研究逐步被重视，且进展较快。
二、土壤微生物的生态分布不同植物群落下微生物的组成及其生物量均有差异，不仅表现在总生物量上，而且在不同类群生物量的组成比例上也因不同生境而异。
土壤微生物量的分布具有一定的季节性变化，这与土壤的水热状况是密切相关的。
在气温寒冷的冬季，土壤微生物数量较少，春季开始微生物数量逐渐增加，一般来说，微生物总生物量在春、夏较高，秋季略减少，冬季达到最低。
微生物生物量的季节变化也会因各年中气候因素，特别是水分动态的不同而有差异。
不同类群微生物量的季节变化总体趋势与上述相似，但也有各自类群的特点。
如赵吉等研究表明，芽孢型细菌生物量冬季相对增加；真菌生物量在春、秋季相对增加，而放线菌的峰值多出现在夏季。
草地生态系统中土壤微生物对植物抗病能力的影响草地生态系统是一个复杂而庞大的生态系统，其中土壤微生物扮演着至关重要的角色。
它们对草地植物的抗病能力具有重要的影响。
本文将探讨土壤微生物对草地植物抗病能力的影响，并从不同角度进行论述。
一、土壤微生物对植物免疫系统的调节土壤微生物通过与植物根系接触，并与其共生，建立起一种特殊的关系。
这种共生关系被称为根际生态系统。
根际生态系统中的土壤微生物可以通过与植物根系共同工作，调节植物的免疫系统。
一方面，土壤微生物可以激发植物的防御反应，增强植物的抗病能力。
另一方面，它们可以影响植物的激素水平，进而改变植物的生长状态，提高植物的免疫系统。
二、土壤微生物对植物病原菌的拮抗作用土壤微生物中存在着大量的拮抗菌，它们可以通过多种方式抑制植物的病原菌。
首先，一些土壤微生物能够产生抗生素，抑制病原菌的生长。
其次，一些土壤微生物能够产生酶类物质，降解植物病原菌释放出来的毒素，减轻其对植物的伤害。
此外，土壤微生物还能够与植物根系共生，竞争营养物质和空间资源，削弱病原菌对植物的影响。
三、土壤微生物与植物根系互作对植物抗病性的影响土壤微生物与植物根系的互作对植物的抗病性起着至关重要的作用。
一方面，植物根系分泌的有机物质可以为土壤微生物提供适宜的生长环境，促进土壤微生物的繁殖和活动。
这些土壤微生物会促进植物的养分吸收和生长发育，进而提高植物的抗病性。
另一方面，一些土壤微生物与植物根系形成共生关系，通过分泌特定的代谢产物，促进植物的免疫系统，增强植物对病原菌的抵抗能力。
四、土壤微生物多样性对植物抗病性的影响土壤微生物的多样性对植物的抗病性具有重要的影响。
研究发现，土壤微生物群落的多样性越丰富，植物的抗病性越强。
多样性的土壤微生物能够提供更多的功能菌群，增加拮抗和协同作用的机会，从而提高植物对病原菌的抵抗能力。
综上所述，草地生态系统中的土壤微生物对植物抗病能力具有重要的影响。
它们通过调节植物的免疫系统、对病原菌的拮抗作用、与植物根系的互作以及多样性的影响等方式，提高植物的抗病能力。
第29卷第11期地理科学进展Vol.29, No.11收稿日期：2010-03；修订日期：2010-04. 基金项目：国家自然科学基金重点项目(40730105 ；国家自然科学基金项目(40973057 ；国家科技攻关计划项目(2007BAC03A11-02。
作者简介：何亚婷，女，陕西宝鸡人，博士研究生。
主要从事草地土壤微生物学研究。
E-mail:heyating@通讯作者：齐玉春，女，黑龙江人，副研，主要从事全球变化与陆地生态系统碳氮元素循环过程研究。
E-mail:qiyc@1350-1359页草地生态系统土壤微生物量及其影响因子研究进展何亚婷1,2，董云社1，齐玉春1，肖胜生3，刘欣超1,2(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；2. 中国科学院研究生院，北京100049；3. 江西省水土保持科学研究所，南昌330029摘要：草地作为陆地生态系统的主体类型之一，受到人类活动和全球变化的广泛影响。
这些因素在直接影响草地生态系统地上植被生长和群落动态的同时，还直接或间接地影响着草地生态系统的各种地下生态过程。
土壤微生物是指示草地生态系统各地下生态与生物地球化学过程对外部干扰响应的良好指标，其中微生物量是土壤微生物活性和大小度量的重要参数，是土壤有机质中最活跃的组分之一，能够敏感地反映土壤生态系统水平的微小变化，在各种土壤生化过程研究中具有非常重要的意义。
研究综述了自然因子(土壤温度、土壤湿度、pH 值、人为干扰(放牧、开垦、施肥和全球变化(大气CO 2浓度升高、气候变暖对草地生态系统土壤微生物量影响的研究进展，并指出目前的研究由于基础薄弱、研究样地间的差异以及各研究处理间的差异，土壤微生物量对各种干扰的响应仍存在很大的不确定性，在今后的研究中应加强长期性的野外定位试验研究、多因子的综合控制实验研究以及N 输入对微生物量影响的研究等，并进一步完善和发展测量微生物量的新技术和新方法。
草地生态系统中的土壤微生物多样性草地生态系统是一种重要的生态系统类型，它在维持地球生态平衡和人类社会的可持续发展中起着重要的作用。
土壤微生物是草地生态系统中不可或缺的组成部分，扮演着调节土壤养分循环、土壤结构维持和植物生长促进的重要角色。
本文将着重探讨草地生态系统中土壤微生物多样性的重要性及其对生态系统功能的影响。
一、土壤微生物的多样性土壤微生物是生活在土壤中的微小生物，在草地生态系统中包括细菌、真菌和放线菌等。
这些微生物的多样性主要体现在物种丰富度、群落结构和功能多样性等方面。
1. 物种丰富度：草地生态系统中的土壤微生物物种丰富度非常高，可以达到几千到几万种。
不同的草地类型、气候条件和土壤性质等因素对土壤微生物的物种组成有着重要影响。
2. 群落结构：土壤微生物群落结构指的是各种微生物的相对丰度和相互关系等。
草地生态系统中的土壤微生物群落结构具有一定的稳定性和时空变化性。
它受到土壤环境和植物根系等的影响，同时也对土壤生态系统的结构和功能产生重要影响。
3. 功能多样性：土壤微生物的功能多样性指的是不同微生物在土壤养分循环、碳氮转化和植物共生等方面的功能差异。
不同的土壤微生物对环境的适应性和功能特点不同，它们相互作用构成了复杂的土壤微生物网络。
二、土壤微生物多样性的重要性1. 维持土壤健康：土壤微生物多样性对土壤的健康和养分循环起着至关重要的作用。
丰富的土壤微生物群落可以促进土壤有机质分解和养分的释放，提高土壤肥力和植物养分利用效率。
2. 促进植物生长：土壤微生物通过与植物的共生作用，能够促进植物的生长和发育。
它们与植物根系形成共生结构，帮助植物吸收土壤中的水分和养分，提供抗生素等物质保护植物免受病原微生物的侵害。
3. 调节土壤生态系统功能：土壤微生物多样性对调节土壤水分、温度和pH值等起着重要的调节作用。
它们能够减少土壤侵蚀、改善土壤结构和提高土壤抗旱能力，从而维持土壤生态系统的稳定性和功能。
三、影响土壤微生物多样性的因素1. 土壤环境因素：土壤水分、温度、氧气含量和pH值等环境因素对土壤微生物的分布和多样性有着重要影响。
《草甸生态系统土壤微生物群落特征和土壤多功能性的研究》篇一一、引言草甸生态系统作为自然生态系统的重要组成部分，具有独特的生态功能和生物多样性。
土壤微生物群落作为草甸生态系统的基础组成部分，对维持土壤健康、促进生态平衡具有重要作用。
同时，土壤的多功能性也是评价草甸生态系统健康与否的重要指标。
因此，对草甸生态系统土壤微生物群落特征及土壤多功能性的研究具有重要的科学意义和实践价值。
二、草甸生态系统土壤微生物群落特征1. 微生物群落结构草甸生态系统的土壤微生物群落主要由细菌、真菌、放线菌等组成。
这些微生物在土壤中形成复杂的网络结构，相互依存、相互制约，共同维持着土壤生态平衡。
不同草甸生态系统的土壤微生物群落结构存在差异，这与其地理位置、气候条件、植被类型等因素密切相关。
2. 微生物群落功能草甸生态系统土壤微生物群落具有分解有机物、固定氮素、溶解磷酸盐等功能。
这些功能对于维持土壤肥力、促进植物生长具有重要作用。
此外，土壤微生物还能通过其代谢活动影响土壤的物理、化学和生物性质，进一步影响草甸生态系统的功能和稳定性。
三、土壤多功能性草甸生态系统的土壤具有多种功能，如保持水土、净化环境、提供生物栖息地等。
这些功能的发挥与土壤的物理性质、化学性质和生物性质密切相关。
其中，土壤微生物群落是影响土壤多功能性的重要因素之一。
土壤微生物通过其代谢活动影响土壤的养分循环、有机物分解等过程，从而影响土壤的肥力和质量。
此外，土壤微生物还能通过其生物量、多样性和分布等特征影响土壤的物理结构和化学性质，进一步影响土壤的多功能性。
四、研究方法与数据分析1. 研究方法本研究采用野外采样和实验室分析相结合的方法，对草甸生态系统的土壤微生物群落特征和土壤多功能性进行研究。
具体包括采集不同类型草甸生态系统的土壤样品，通过PCR扩增、高通量测序等技术对土壤微生物群落结构进行分析；同时，通过测定土壤的物理性质、化学性质和生物性质，评价土壤的多功能性。
草地生态系统中的土壤微生物群落草地是地球上最广泛分布的自然植被类型之一，它不仅为动物提供了食物和栖息地，也为人类提供了重要的生态服务。
在草地生态系统中，土壤是一个关键的环境因子，而土壤微生物群落则是土壤生物多样性的核心组成部分。
本文将探讨草地生态系统中的土壤微生物群落，并介绍其在维持生态平衡和生物地球化学循环中的重要性。
一、草地土壤微生物群落的组成草地土壤微生物群落由真菌、细菌和原生生物等多种微生物组成。
这些微生物在草地生态系统中发挥着重要的功能和作用。
真菌可以分解有机质并促进养分的循环，细菌则参与氮、磷、硫等元素的转化过程，原生生物则对土壤颗粒结构有着积极的影响。
这些微生物之间相互作用，并与植物根系形成共生关系，共同构成了复杂的土壤微生物群落。
二、土壤微生物群落的功能和作用1. 养分循环：土壤微生物群落在营养元素的循环中起到了至关重要的作用。
它们参与有机质的分解和氮、磷、硫等元素的循环过程，将有机质中的养分释放给植物吸收利用，保持了土壤的肥力。
2. 改善土壤结构：草地土壤微生物群落通过分泌黏合剂和胶体物质，能够改善土壤颗粒结构，增强土壤的透气性和保水性。
这对于植物的根系生长和土壤水分的储存具有重要意义。
3. 生物防治：部分土壤微生物具有生物防治的作用，可以抑制植物病原菌和害虫的生长繁殖，保护草地植物的健康。
4. 生物地球化学循环：土壤微生物群落参与了生物地球化学循环中的多种过程，如氮、磷循环、硫循环和有机碳循环等。
它们能够将大气中的氮气转化为植物可利用的氨态氮，促进土壤中的氮循环。
三、人类活动对土壤微生物群落的影响人类活动对草地生态系统中的土壤微生物群落产生了一定的影响。
例如，农药的使用会杀死部分有益微生物，破坏土壤微生物的多样性；过度施肥和过度放牧也会扰乱土壤微生物的生态平衡。
此外，城市化和工业化进程导致土地的覆盖和污染，也对土壤微生物群落产生了不利的影响。
四、保护和恢复草地土壤微生物群落的策略为了保护和恢复草地土壤微生物群落，我们可以采取以下策略：1. 合理使用农药：减少对农药的使用量和次数，并选择对有益微生物影响较小的农药品种。
草地土壤非共生固氮微生物研究进展1. 非共生固氮微生物的研究进展非共生固氮微生物是指那些能够独立进行固氮作用的微生物，它们通过将空气中的氮气转化为植物可吸收的形式来满足植物的氮素需求。
随着对土壤生态系统的认识不断深入，非共生固氮微生物的研究也取得了显著的进展。
科学家们通过对非共生固氮微生物的基因组测序和比较分析，揭示了这些微生物在固氮过程中所发挥的关键作用。
研究发现某些细菌能够利用特殊的酶类将大气中的氨气转化为亚硝酸盐，再通过与根瘤菌的互作，将亚硝酸盐转化为植物可吸收的硝酸盐。
还有一些细菌能够利用特殊的光合色素参与固氮过程，从而提高土壤中氮素的生物利用率。
研究人员还发现了一些新型的非共生固氮微生物，这些微生物具有独特的固氮机制和生长特性，为农业生产提供了新的潜在资源。
有研究表明一种名为“铁锈杆菌”的细菌能够通过与豆科植物根瘤菌的共生关系实现固氮作用，同时还能产生具有抗菌活性的物质，对植物病害具有一定的防治效果。
非共生固氮微生物在土壤肥力提升方面也发挥着重要作用，适当增加土壤中的非共生固氮微生物数量可以提高土壤中氮素的生物可利用性，从而促进植物生长。
这些微生物还能分解有机残渣、降解污染物、改善土壤结构等，有助于提高土壤质量。
非共生固氮微生物在土壤生态系统中具有重要的功能和价值，随着对这些微生物的研究不断深入，相信未来会有更多的新发现和应用前景。
1.1 非共生固氮微生物的定义和分类非共生固氮微生物是指那些能够独立进行固氮作用，即利用无机氮源(如氨、亚硝酸盐等)合成有机氮化合物，从而为植物提供营养的微生物。
这些微生物在生态系统中具有重要作用，因为它们可以增加土壤中的氮含量，促进植物生长，维持生态平衡。
非共生固氮微生物可以根据其固氮作用的类型和途径进行分类。
根据固氮作用类型，非共生固氮微生物可以分为两类：一类是自由固氮菌，它们能够直接将无机氮转化为有机氮；另一类是固氨菌，它们通过与特定的细菌形成共生关系，共同完成固氮过程。
土壤微生物影响因子研究进展土壤微生物是土壤系统中重要的组成部分，对土壤的物理、化学和生物特性有着重要影响。
土壤微生物的数量、种类和活性程度受到多种因素的影响，其中影响因子的研究一直是土壤微生物生态学领域的一个重要研究方向。
本文将介绍土壤微生物影响因子的研究进展。
1.土壤性质土壤性质是影响土壤微生物数量和活性的重要因素。
土壤的pH值、质地、有机质含量、水分和氧气含量等因素均会影响土壤微生物的生长和代谢。
例如，土壤pH值影响土壤微生物的菌种分布和数量，一些细菌和真菌对酸性土壤适应较好，而一些微生物则喜欢中性至碱性土壤。
土壤中有机质含量高时，会提供较好的微生物生长环境，因为微生物可以利用有机物作为能源和碳源。
水分和氧气含量对土壤微生物的生长和代谢也有影响，适宜的土壤水分和氧气含量有利于土壤微生物的利用和转化土壤中的营养物质和能量。
2.土壤管理土壤管理措施对土壤微生物生态系统有着明显的影响。
常见的土壤管理措施有施肥、灌溉、深耕和农药使用等。
施肥可以提供养分和有机质，有利于土壤微生物的繁殖和生长。
灌溉可以提高土壤水分含量，提高土壤中微生物的代谢和转化率。
深耕会影响土壤微生物的数量和分布，因为深耕会破坏土壤结构，改变土壤微生物的栖息环境。
农药使用对土壤微生物有明显的影响，一些农药会对土壤微生物产生毒害作用，破坏土壤微生物生态系统的平衡和稳定性。
3.气候因素气候因素也是影响土壤微生物数量和种类的重要因素。
温度、光照、降雨等气候因素都会影响土壤微生物生态系统的发育和演变。
温度是土壤微生物生态系统中重要的影响因素，因为微生物的生长和代谢活动会受到温度的约束。
光照对土壤微生物的生长和代谢也有一定的影响，光照可以促进植物生长，进而影响土壤微生物生态系统的发育和演变。
在干旱地区，降雨对土壤微生物的生态系统也有着重要的影响。
4.根际微生物根际微生物对植物的生长和发育非常重要，因为根际微生物可以为植物提供营养和保护植物免受病害。
