文章信息

原名：植被类型对露天矿复垦土壤微生物固碳潜力及路径的影响

译名：Effects of Vegetation Types on the Potential and Pathway of Microbial Carbon Sequestration in Reclaimed Soil of Open-pit Mine

期刊：生态与农村环境学

影响因子：2.76

收稿日期: 2022年9月5日

通讯作者：陈浮

第一单位：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

摘要

半干旱露天采矿严重破坏生态环境，亟需厘清植被、土壤和微生物之间互作机制，从而挖掘微生物固碳潜力和路径，激发退化生态系统的恢复能力，实现基于自然的解决方案对受损矿山大规模生态修复具有重要意义。为此，采集内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿排土场油松（YS）、油松+杨树（DYS）和油松+杨树+苜蓿（DYX）3种典型复植类型共18个表土样品，利用高通量测序和实时荧光定量PCR技术测定土壤微生物固碳基因丰度和群落结构变化。结果表明：（1）植被类型对复垦土壤理化性质影响显著（P<0.05）。植被类型越复杂，土壤pH和含水率下降越显著，同时有机碳、全氮和硝态氮含量增加也越显著。（2）植被类型对复垦土壤细菌群落组成影响不显著，但对固碳基因丰度影响显著，即rbcL、korA、acsA、acsE、pccA、smt和frda基因丰度随植被种类增加显著上升（P<0.05）。（3）土壤含水率、有机碳、全氮和硝态氮是细菌群落结构变化的主导因子，不同植被组合改变环境因子进而调控固碳潜力及路径。该研究有助于理解多样化植被组合对矿区复垦土壤碳循环的影响，为黄土高原生态修复及固碳增汇提供理论依据。 

研究背景

近20年黄土高原矿区生态恢复倍受重视，但受立地条件限制，一些矿山生态恢复效果差，究其根源主要是缺少植被和土壤的协同恢复。当前工程修复过分强调景观效应，经常引种一些高大非本土的景观树种，植被生长对水分、养分的需求大大超过复垦土壤及微生物的自维持能力。因此，厘清不同植被组合对土壤细菌群落结构与功能的影响，挖掘固碳潜力及其路径，对“基于自然的解决方案”的黄土高原矿区生态修复显得尤为重要

研究方案

2020年7月28日-8月4日对北排土场复垦区展开野外调查，采集单一油松（针叶林，YS）、油松+杨树（混交林，DYS）、油松+杨树+紫花苜蓿（复合林，DYX） 3类典型植被组合区域土样。18个调查样方面积为10 m×10 m，在每个样方内随机选择5个样点采集0～10 cm表土各约200 g，混合为1000 g复合样，共18个复合样。采集后先过2 mm 孔径筛网去除砾石和动植物残体，将土样分成3份装入无菌袋密封，利用-20 ℃车载冰箱带回实验室，其中，一份新鲜土样贮存于-80 ℃冰箱用于微生物信息测试；一份在室内自然风干后用于土壤理化性质分析；另一份贮存于4 ℃冰箱用于土壤理化性质和酶活性测试。测定样品pH值、土壤体积含水率（WC）、有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOOC）、全氮（TN）、铵态氮（AN）和硝态氮（NN）、有效磷（AP）和固碳功能基因定量检测与高通量测序。  

研究结论

（1）内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿排土场不同植被类型对土壤理化性质影响显著（P<0.05）。植被种类越多，pH值和WC下降越显著，同时土壤SOC、TN和NN含量随之显著增加。

（2）不同植被类型对复垦土壤细菌群落组成影响不显著，仅部分菌门（芽单胞菌门和粘球菌门）和部分属（酸杆菌属和鞘氨醇单胞菌属）相对丰度呈显著差异（P<0.05）；但对固碳基因丰度影响显著，11类固碳功能基因中有7类rbcL、korA、acsA、acsE、pccA、smt和frda显著增加（P<0.05）。

    （3）不同植被类型影响土壤环境因子，其中，TN和SOC含量和WC是主导因子（P<0.01），调控固碳微生物类群和功能基因丰度，从而改变矿山复垦土壤微生物固碳途径。

原文链接：https://doi.org/10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0927

文献整理：李泽瑾

审核：薛东鹤

文章信息

原名：植被类型对露天矿复垦土壤微生物固碳潜力及路径的影响

译名：Effects of Vegetation Types on the Potential and Pathway of Microbial Carbon Sequestration in Reclaimed Soil of Open-pit Mine

期刊：生态与农村环境学

影响因子：2.76

收稿日期: 2022年9月5日

通讯作者：陈浮

第一单位：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

摘要

半干旱露天采矿严重破坏生态环境，亟需厘清植被、土壤和微生物之间互作机制，从而挖掘微生物固碳潜力和路径，激发退化生态系统的恢复能力，实现基于自然的解决方案对受损矿山大规模生态修复具有重要意义。为此，采集内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿排土场油松（YS）、油松+杨树（DYS）和油松+杨树+苜蓿（DYX）3种典型复植类型共18个表土样品，利用高通量测序和实时荧光定量PCR技术测定土壤微生物固碳基因丰度和群落结构变化。结果表明：（1）植被类型对复垦土壤理化性质影响显著（P<0.05）。植被类型越复杂，土壤pH和含水率下降越显著，同时有机碳、全氮和硝态氮含量增加也越显著。（2）植被类型对复垦土壤细菌群落组成影响不显著，但对固碳基因丰度影响显著，即rbcL、korA、acsA、acsE、pccA、smt和frda基因丰度随植被种类增加显著上升（P<0.05）。（3）土壤含水率、有机碳、全氮和硝态氮是细菌群落结构变化的主导因子，不同植被组合改变环境因子进而调控固碳潜力及路径。该研究有助于理解多样化植被组合对矿区复垦土壤碳循环的影响，为黄土高原生态修复及固碳增汇提供理论依据。 

研究背景

近20年黄土高原矿区生态恢复倍受重视，但受立地条件限制，一些矿山生态恢复效果差，究其根源主要是缺少植被和土壤的协同恢复。当前工程修复过分强调景观效应，经常引种一些高大非本土的景观树种，植被生长对水分、养分的需求大大超过复垦土壤及微生物的自维持能力。因此，厘清不同植被组合对土壤细菌群落结构与功能的影响，挖掘固碳潜力及其路径，对“基于自然的解决方案”的黄土高原矿区生态修复显得尤为重要

研究方案

2020年7月28日-8月4日对北排土场复垦区展开野外调查，采集单一油松（针叶林，YS）、油松+杨树（混交林，DYS）、油松+杨树+紫花苜蓿（复合林，DYX） 3类典型植被组合区域土样。18个调查样方面积为10 m×10 m，在每个样方内随机选择5个样点采集0～10 cm表土各约200 g，混合为1000 g复合样，共18个复合样。采集后先过2 mm 孔径筛网去除砾石和动植物残体，将土样分成3份装入无菌袋密封，利用-20 ℃车载冰箱带回实验室，其中，一份新鲜土样贮存于-80 ℃冰箱用于微生物信息测试；一份在室内自然风干后用于土壤理化性质分析；另一份贮存于4 ℃冰箱用于土壤理化性质和酶活性测试。测定样品pH值、土壤体积含水率（WC）、有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOOC）、全氮（TN）、铵态氮（AN）和硝态氮（NN）、有效磷（AP）和固碳功能基因定量检测与高通量测序。  

研究结论

（1）内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿排土场不同植被类型对土壤理化性质影响显著（P<0.05）。植被种类越多，pH值和WC下降越显著，同时土壤SOC、TN和NN含量随之显著增加。

（2）不同植被类型对复垦土壤细菌群落组成影响不显著，仅部分菌门（芽单胞菌门和粘球菌门）和部分属（酸杆菌属和鞘氨醇单胞菌属）相对丰度呈显著差异（P<0.05）；但对固碳基因丰度影响显著，11类固碳功能基因中有7类rbcL、korA、acsA、acsE、pccA、smt和frda显著增加（P<0.05）。

    （3）不同植被类型影响土壤环境因子，其中，TN和SOC含量和WC是主导因子（P<0.01），调控固碳微生物类群和功能基因丰度，从而改变矿山复垦土壤微生物固碳途径。

原文链接：https://doi.org/10.19741/j.issn.1673-4831.2022.0927

文献整理：李泽瑾

审核：薛东鹤