关键词:
微生物诱导碳酸盐沉积技术
生态修复
边坡土壤
土壤理化性质
微生物群落
摘要:
本研究聚焦基于微生物矿化的生态修复措施(微生物诱导碳酸盐沉积-厚层基材喷射)对边坡土壤的影响, 重点解析了土壤理化性质与微生物群落的协同演变机制。研究发现, 该生态修复措施(XF)显著改善了土壤理化特性, 与对照组相比, 土壤pH由4.30升至5.20, 有机质含量由8.06 g·kg−1增至15.67 g·kg−1, 全氮含量由0.32 g·kg−1增至0.53 g·kg−1, 碱解氮含量由24.37 mg·kg−1增至43.60 mg·kg−1, 有效磷含量由0.27 mg·kg−1增至15.88 mg·kg−1, 速效钾含量由70.00 mg·kg−1增至110.67 mg·kg−1, 土壤肥力状况大幅提高。α多样性指数显示, XF组微生物群落物种丰富度更高, 且β多样性分析进一步证实XF组与对照组微生物群落组成存在显著差异。在微生物群落组成方面, XF组中放线菌门(Actinobacteriota)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)等占比升高。其中, 慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、伯克霍尔德氏菌-卡巴莱罗尼亚菌-副伯克霍尔德氏菌(Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia)菌群和中华单胞菌属(Sinomonas)等有益微生物的相对丰度显著增加, 进而增强了有机物分解和碳氮养分循环功能。相比之下, 对照组以绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteriota)等维持土壤基础功能的土著微生物为主。利用基于距离的冗余分析, 确定有效磷为最关键环境因子, 其解释度高达98.34%。微生物物种与环境因子相关性分析显示, 未分类的B12-WMSP1目下的属与碱解氮含量呈极显著负相关, 分枝杆菌属(Mycobacterium)与碱解氮和有机质含量均呈极显著正相关, JG30-KF-CM45科下未分类属与有效磷含量呈显著正相关。这些发现阐明了该生态修复措施下边坡土壤理化特性与微生物群落的协同演变规律, 为边坡生态修复工程提供了重要的理论依据与实践指导, 对推动生态修复技术的优化和应用具有重要意义。