植被类型对黄土高原露采矿山复垦土壤碳循环功能基因的影响

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：赵姣,马静,朱燕峰,于昊辰,张琦,陈浮

单位：河海大学公共管理学院, 南京 211110,中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心, 徐州 221116,河海大学公共管理学院, 南京 211110,中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心, 徐州 221116,中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心, 徐州 221116,南京大学地理与海洋科学学院, 南京 210093,河海大学公共管理学院, 南京 211110,中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心, 徐州 221116

摘要：植被恢复可有效地改善矿区生态环境,提升生态服务功能,促进生态系统固碳增汇.但目前矿区植被恢复影响土壤碳循环相关功能基因的机制尚缺乏深入研究.为此,采集黄土高原黑岱沟露天矿排土场复垦区草地(GL)、灌丛(BL)、针叶林(CF)、阔叶林(BF)和针阔混交林(MF)共25个表层土壤样品,利用实时荧光定量PCR技术测定土壤碳循环功能基因绝对丰度,探究不同植被类型对土壤碳循环相关功能基因的影响及内在机制.结果表明:①不同植被类型对矿区复垦土壤化学性质和碳循环相关功能基因丰度影响差异显著(P<0.05),GL和BL对土壤有机碳、全氮和硝态氮的积累显著优于CF (P<0.05);②所有碳固定基因中rbcL、acsA和mct的丰度最高,BF土壤中碳循环相关功能基因丰度高于其它类型,与BF土壤中的铵态氮和BG酶活性较高及易氧化有机碳和脲酶活性较低密切相关.碳降解和甲烷代谢功能基因丰度与铵态氮和BG酶活性呈显著的正相关,与有机碳、全氮、易氧化有机碳、硝态氮和脲酶活性呈显著的负相关(P<0.05);③不同植被可直接影响土壤BG酶活性或影响土壤硝态氮含量从而间接作用于BG酶活性,从而操控碳循环相关功能基因丰度.研究有助于理解不同植被类型对黄土高原矿区土壤碳循环相关功能基因的影响,为矿区生态修复及生态固碳增汇提供科学依据.

关键词：植被恢复,碳降解,碳固定,甲烷代谢,功能基因,