硬化地表对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响的开题报告.docx

硬化地表对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响的开题报告
一、选题背景
随着人类活动的不断发展，城市化进程不断加速，城市硬化现象也日益突出。硬化地表是指人为的加固或铺设地面，如人行道、马路、建筑物等，这些人工结构不仅占用了大量自然土壤，而且改变了地表的自然水文循环、土壤物理化学性质等，对土壤微生物群落结构和功能多样性产生了较大影响。在观察硬化地表的土壤微生物生态系统时，主要关心硬化地表与非硬化地表的养分物质交换、空气流通、水分渗透、气温变化和土壤物质分解等方面的不同之处以及这些差异对土壤微生物生态系统的影响。
二、研究意义
研究硬化地表对土壤微生物群落的影响，有重要的理论意义和应用价值。在理论方面，该研究可以反映土壤微生物对于气候和环境变化的适应程度，了解不同土壤微生物对环境变化的耐受性和适应性，为生态环境保护提供资料支持。在应用方面，该研究可以指导城市化过程中的人工硬化地面的设计和建设；还可以在农业生产中指导土地利用管理措施的选择和调整，合理利用土壤微生物的生态功能，保证农业产品安全和生产持续性。
三、研究内容
本研究旨在探究硬化地表对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响。具体研究内容如下：
1.采集硬化地表和非硬化地表的土壤样本。
2.采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构变化。
3.在土壤样本中加入不同类型的废弃物，评估硬化地表和非硬化地表土壤微生物的养分利用能力和分解能力差异。
4.采用荧光定量PCR技术研究土壤微生物的多样性和群落结构。
5.通过连续采样实验，探讨硬化地表对土壤微生物群落随时间的变化规律。
四、研究方法
本研究将采用以下方法：
1.采集土壤样本：选择硬化地表和非硬化地表各3个站点，每个站点采集3个均质的土样，合计18个样本。分别称取制备不同浓度的土样液，备用。
2.高通量测序技术分析土壤微生物群落结构：分别对硬化地表和非硬化地表的土样进行高通量测序，通过分析微生物的16SrRNA基因序列，反映微生物的物种丰度和多样性程度。
3.评估土壤微生物的养分利用能力和分解能力：在处理过的土样液中加入不同种类的废弃物，如蚯蚓粪便、牛粪、鸡粪、植物残体等，评估不同样品土壤微生物对于不同废弃物的养分利用和功能差异。
4.荧光定量PCR技术研究土壤微生物的多样性和群落结构：采用荧光定量PCR技术，对硬化地表和非硬化地表的土样进行细菌、真菌、放线菌等物种的多样性测定和数量分析。
5.连续采样实验：选取数个重点样地，进行每月或每季度的连续采样实验，以探讨硬化地表对土壤微生物群落的长期影响规律。
五、研究预期结果
通过本研究，我们预计能够得到以下研究结果：
1.高通量测序结果反映了硬化地表和非硬化地表土壤微生物的多样性和丰度，得出硬化地表和非硬化地表的微生物共生群落结构的差异及其与硬化地表抗性和适应性的相关趋势。
2.分析硬化地表和非硬化地表土壤微生物对于不同养分和废弃物的分解能力，了解氛围环境对土壤微生物分解能力的影响。
3.通过荧光定量PCR技术测定硬化地表和非硬化地表的微生物种类、数量和丰度变化，得出其与环境因素的相关情况。
4.连续采样实验有助于深入了解硬化地表的各种环境因素变化对土壤微生物群落的长期影响规律。