完整版黄河滨海湿地微生物分布特征
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点位：恢复区、中等恢复区、 未恢复区。在2019年秋季分别 采样，每处采样深度分为010cm，10-20cm，2030cm，30-40cm（邹雨璇， 2 0 1 5 ； Shanze Li，2016）
土壤理化指标的测定
1
酸度计
测定土壤 pH 值（水土比为 5:1 ）
2
盐度计
测定土壤盐度
3 元素分析仪 测定土壤全氮和全碳含量
总结
微生物与氮循环
氨氧化微生物在氮循环扮演重要的 角色。在有氧的条件下，土壤中的 氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终 氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化 作用。氨化作用和硝化作用产生的 无机氮，都能被植物吸收利用。在 氧气不足的条件下，土壤中的硝酸 盐被反硝化细菌等多种微生物还原 成亚硝酸盐，并且进一步还原成分 子态氮，分子态氮则返回到大气中， 这一过程被称作反硝化作用。
曲线回归 /非线性回归
线性相关（ Pearson相关性）
曲线相关 /非线性相关
只使用物种组成数据排序
同时使用 物种和环境因子 组成数据排序
基于公式 /模型拟合，可预 测趋势，但较为繁琐
可找出不同因素间相关关 系，但只Hale Waihona Puke Baidu定性分析
基于 CANOCO 的生态学数据的多元统计分析（赖江山 编译）
数据分析
统计分析? Canoco
? 气候：半湿润大陆季风气候 ? 降雨特征：夏季有余，春秋不足 ? 潮汐：不规则半日潮型
（谢恬，2018）
? 采样点选取在有湿地修复项目地 区 ? 2002年进行修复现已恢复为 淡水芦苇湿地 ? 2006年修复现为开阔水域及 覆盖植被和泥滩 ? 现有的未被修复的潮间带泥滩
（ Shanze Li,, et al.2 0 1 5 ）
Qin et al., Chin. Geogra. Sci., 2017
数据分析
2、氨氧化微生物与非生物因子的关系
分析方法
子分类
作用
特点
排序分析
回归分析 相关分析
限制性排序
PCA（主成分分析） DCA（去趋势分析）
非限制性排序 多元线性回归
RDA（冗余分析）
CCA（典范对应分析） 反映物种与 环境因子之 间的关系
（贺纪正等,2009）
研究内容和意义
研究内容
研究意义
? 通过实验探究氨氧化微生物与环境因 子的关系
? 通过实验探究不同恢复阶段氨氧化微 生物群落结构差异。
（邹雨璇， 2015）
? 对黄河三角洲湿地恢复项目的管理和 改善提供参考
? 为退化湿地的恢复情况和健康状态起 指导作用
科学问题与假设
科学问题
?影响氨氧化微生物空间 分布的关键环境因子？
4 PCR 扩增仪 氨氧化微生物丰度测定
土壤氨氧化微生物丰度
采样点位
F1 F2 F3 F4 F5 F6
F7
F8 F9 F10
0-10
)
m (c
10-20
度
深 壤
20-30
土
30-40
0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105
微生物丰度（copies/g）
数据图
1 、直观的得出各环境因子 随 采样位点、土壤深度 的 变化；
2 、评价采样地现状，分析 导致该分布状况的原因。
（邹雨璇，2015）
数据表格
土壤理化指标
全碳
土壤深 全氮质量 质量
度
比
比
(cm) （mg/g） （mg
/g）
盐度
0-10 10-20 20-30 30-40
黄河滨海湿地不同恢复阶 段氨氧化微生物分布特征
目录
CO N TE NT S
研究背景
科学问题 实验方案 数据分析
学为人师行为世范
总结展望
研究背景
滨海湿地（Coastal wetland）是指陆地生态系统和海洋生 态系统的交错过渡地带，主要指低潮时水深不足6米的水域 及其沿岸浸湿地带。
中国滨海湿地主要类型：浅海、海滩、盐滩、潮滩、潮沟 、泥炭沼泽、红树林、珊瑚礁、河口水域、三角洲湿地。
? RDA/CCA，1986年以来被广泛应用于生态学领域 (ter Braak 1986; Cui et al., 2016)。 确定氮氧化微生物丰度与非生物因子间的关系。
Redundancy analysis (RDA) on environmental parameters and microbial communities data
?氨氧化微生物空间分布 的时间演替规律？
科学假设
?全碳含量、全氮含量和 土壤盐度对氨氧化微生 物空间分布起主导作用
?氨氧化微生物的丰度与 范围扩大
技术路线图
文献的搜集与整理 野外采样 室内实验
土壤pH
土壤盐度
全氮含量
全碳含量
微生物丰 度测定
数据分析（SPSS, CANOCO） 得出结论
研究区与采样点位
黄河三角洲湿地
（伍光和等，2007）
? 最年轻的湿地生态系统
? 三大河口三角洲之一 ? 生态系统功能脆弱（张晓龙等， 2005）
研究背景
? 01
? 黄河断流及 改道
? 03
? 油田开发
? 02 ? 湿地垦殖 ? 04 ? 污染排放
（刘峰，2015，谢恬，2018）
黄河三角洲保护区
? 经 纬 度 ： 11 8 ° 3 3 ′ E – 11 9 ° 2 0 ′ E ; 37°35′N–38°12′N
（杨 雪 琴等 ，20 18）
氨氧化微生物分类
? 厌氧氨氧化细菌：分布广泛，能够通过酶固定CO2，是N2产生的重要原因 ? 氨 氧 化 古 菌 ： 可利用还原性氮化合物作为自身能源，氨氧化途径可能与已知
的氨氧化细菌不同 ? 氨氧化细菌：氨氧化细菌将氨转化为硝酸盐作为唯一的能源而进行氨
氧化作用, 并广泛分布于几乎所有土壤、淡水和海洋环境中
主导地位微生物种类
相关性 分析
数据分析
1、湿地不同恢复阶段氨氧化微生物群落分布及环境因子变化特征
数据分析
PCR
氨氧化微 生物丰度
土壤理化 性质
统计分析SPSS →ANOVA
? 湿地不同恢复阶段微生物群落在不同深度的垂直分布差异 ? 湿地不同恢复阶段、不同取样深度土壤理化性质（ 盐分、pH、水分含量、有机质、总碳和总氮 ）差异
碳氮循环
氨氧化微生物
在硝化作用过程中负责将铵氧 化为亚硝酸盐，实现亚硝化作 用，是硝化过程中必不可少的 步骤，同时也是其限速反应。
（杨雪琴等，2018）
厌氧氨氧化微生物
一般认为厌氧氨氧化菌是自养 细菌，以二氧化碳或碳酸盐作 为碳源，以铵盐作为电子供体， 以亚硝酸盐/硝酸盐作为电子受 体，产生分子氮。
土壤理化指标的测定
1
酸度计
测定土壤 pH 值（水土比为 5:1 ）
2
盐度计
测定土壤盐度
3 元素分析仪 测定土壤全氮和全碳含量
总结
微生物与氮循环
氨氧化微生物在氮循环扮演重要的 角色。在有氧的条件下，土壤中的 氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终 氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化 作用。氨化作用和硝化作用产生的 无机氮，都能被植物吸收利用。在 氧气不足的条件下，土壤中的硝酸 盐被反硝化细菌等多种微生物还原 成亚硝酸盐，并且进一步还原成分 子态氮，分子态氮则返回到大气中， 这一过程被称作反硝化作用。
曲线回归 /非线性回归
线性相关（ Pearson相关性）
曲线相关 /非线性相关
只使用物种组成数据排序
同时使用 物种和环境因子 组成数据排序
基于公式 /模型拟合，可预 测趋势，但较为繁琐
可找出不同因素间相关关 系，但只Hale Waihona Puke Baidu定性分析
基于 CANOCO 的生态学数据的多元统计分析（赖江山 编译）
数据分析
统计分析? Canoco
? 气候：半湿润大陆季风气候 ? 降雨特征：夏季有余，春秋不足 ? 潮汐：不规则半日潮型
（谢恬，2018）
? 采样点选取在有湿地修复项目地 区 ? 2002年进行修复现已恢复为 淡水芦苇湿地 ? 2006年修复现为开阔水域及 覆盖植被和泥滩 ? 现有的未被修复的潮间带泥滩
（ Shanze Li,, et al.2 0 1 5 ）
Qin et al., Chin. Geogra. Sci., 2017
数据分析
2、氨氧化微生物与非生物因子的关系
分析方法
子分类
作用
特点
排序分析
回归分析 相关分析
限制性排序
PCA（主成分分析） DCA（去趋势分析）
非限制性排序 多元线性回归
RDA（冗余分析）
CCA（典范对应分析） 反映物种与 环境因子之 间的关系
（贺纪正等,2009）
研究内容和意义
研究内容
研究意义
? 通过实验探究氨氧化微生物与环境因 子的关系
? 通过实验探究不同恢复阶段氨氧化微 生物群落结构差异。
（邹雨璇， 2015）
? 对黄河三角洲湿地恢复项目的管理和 改善提供参考
? 为退化湿地的恢复情况和健康状态起 指导作用
科学问题与假设
科学问题
?影响氨氧化微生物空间 分布的关键环境因子？
4 PCR 扩增仪 氨氧化微生物丰度测定
土壤氨氧化微生物丰度
采样点位
F1 F2 F3 F4 F5 F6
F7
F8 F9 F10
0-10
)
m (c
10-20
度
深 壤
20-30
土
30-40
0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105 0 105
微生物丰度（copies/g）
数据图
1 、直观的得出各环境因子 随 采样位点、土壤深度 的 变化；
2 、评价采样地现状，分析 导致该分布状况的原因。
（邹雨璇，2015）
数据表格
土壤理化指标
全碳
土壤深 全氮质量 质量
度
比
比
(cm) （mg/g） （mg
/g）
盐度
0-10 10-20 20-30 30-40
黄河滨海湿地不同恢复阶 段氨氧化微生物分布特征
目录
CO N TE NT S
研究背景
科学问题 实验方案 数据分析
学为人师行为世范
总结展望
研究背景
滨海湿地（Coastal wetland）是指陆地生态系统和海洋生 态系统的交错过渡地带，主要指低潮时水深不足6米的水域 及其沿岸浸湿地带。
中国滨海湿地主要类型：浅海、海滩、盐滩、潮滩、潮沟 、泥炭沼泽、红树林、珊瑚礁、河口水域、三角洲湿地。
? RDA/CCA，1986年以来被广泛应用于生态学领域 (ter Braak 1986; Cui et al., 2016)。 确定氮氧化微生物丰度与非生物因子间的关系。
Redundancy analysis (RDA) on environmental parameters and microbial communities data
?氨氧化微生物空间分布 的时间演替规律？
科学假设
?全碳含量、全氮含量和 土壤盐度对氨氧化微生 物空间分布起主导作用
?氨氧化微生物的丰度与 范围扩大
技术路线图
文献的搜集与整理 野外采样 室内实验
土壤pH
土壤盐度
全氮含量
全碳含量
微生物丰 度测定
数据分析（SPSS, CANOCO） 得出结论
研究区与采样点位
黄河三角洲湿地
（伍光和等，2007）
? 最年轻的湿地生态系统
? 三大河口三角洲之一 ? 生态系统功能脆弱（张晓龙等， 2005）
研究背景
? 01
? 黄河断流及 改道
? 03
? 油田开发
? 02 ? 湿地垦殖 ? 04 ? 污染排放
（刘峰，2015，谢恬，2018）
黄河三角洲保护区
? 经 纬 度 ： 11 8 ° 3 3 ′ E – 11 9 ° 2 0 ′ E ; 37°35′N–38°12′N
（杨 雪 琴等 ，20 18）
氨氧化微生物分类
? 厌氧氨氧化细菌：分布广泛，能够通过酶固定CO2，是N2产生的重要原因 ? 氨 氧 化 古 菌 ： 可利用还原性氮化合物作为自身能源，氨氧化途径可能与已知
的氨氧化细菌不同 ? 氨氧化细菌：氨氧化细菌将氨转化为硝酸盐作为唯一的能源而进行氨
氧化作用, 并广泛分布于几乎所有土壤、淡水和海洋环境中
主导地位微生物种类
相关性 分析
数据分析
1、湿地不同恢复阶段氨氧化微生物群落分布及环境因子变化特征
数据分析
PCR
氨氧化微 生物丰度
土壤理化 性质
统计分析SPSS →ANOVA
? 湿地不同恢复阶段微生物群落在不同深度的垂直分布差异 ? 湿地不同恢复阶段、不同取样深度土壤理化性质（ 盐分、pH、水分含量、有机质、总碳和总氮 ）差异
碳氮循环
氨氧化微生物
在硝化作用过程中负责将铵氧 化为亚硝酸盐，实现亚硝化作 用，是硝化过程中必不可少的 步骤，同时也是其限速反应。
（杨雪琴等，2018）
厌氧氨氧化微生物
一般认为厌氧氨氧化菌是自养 细菌，以二氧化碳或碳酸盐作 为碳源，以铵盐作为电子供体， 以亚硝酸盐/硝酸盐作为电子受 体，产生分子氮。