大型光伏电站建设对共和盆地土壤细菌群落的影响

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00062

摘要/Abstract

摘要：

为探究大型光伏电站建设对土壤细菌群落多样性及功能的影响，在青海省共和县塔拉滩某大型光伏电站内，设置光伏板间区、光伏板下区、场外对照区，选取草地和沙地两种地表景观，调查土壤理化性质和植被特征，基于16S扩增技术分析细菌群落组成和多样性，分析环境因子对土壤细菌群落的影响。结果表明：草地和沙地各区优势菌门均为放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）；细菌群落α多样性为场外对照区高于光伏电站内板间区和板下区；草地β多样性有显著差异，沙地无明显差异；全氮（TN）、全磷（TP）、铵态氮（NH $4 +$ -N）是影响草地细菌群落优势菌门丰度的主要因子，土壤碱性磷酸酶活性是影响沙地细菌群落优势菌门丰度的主要因子；光伏电站土壤细菌生态功能均以碳循环代谢途径为主。大型光伏电站通过改变土壤理化性质从而引起土壤细菌组成和多样性以及生态功能的变化。

关键词: 光伏电站, 土壤细菌, 生态功能预测, 微生物多样性

Abstract:

To explore the impact of large-scale photovoltaic （PV） power station construction on soil bacterial community diversity and function， a study was conducted at a large-scale PV power station in Talatan， Gonghe County， Qinghai Province. Sampling areas were set up in the inter-panel zone， under-panel zone， and an off-site control zone， covering both grassland and sandy land surface landscapes. Soil physicochemical properties and vegetation characteristics were investigated， and bacterial community composition and diversity were analyzed using 16S amplification technology. The influence of environmental factors on soil bacterial communities was also examined. The results showed that the dominant bacterial phyla in both grassland and sandy land areas were Actinobacteriota， Proteobacteria， Chloroflexi， and Acidobacteriota. The α-diversity of bacterial communities was higher in the off-site control zone compared to the inter-panel and under-panel zones within the PV power station. Significant differences in β-diversity were observed in grassland， but not in sandy land. Total nitrogen， total phosphorus， and ammonium nitrogen were the main factors affecting the abundance of dominant bacterial phyla in grassland， while soil alkaline phosphatase activity was the primary factor influencing the abundance of dominant bacterial phyla in sandy land. The ecological functions of soil bacteria in the PV power station were predominantly centered on carbon cycling metabolic pathways. The construction of large-scale PV power stations alters soil physicochemical properties， thereby inducing changes in soil bacterial composition， diversity， and ecological functions.

Key words: photovoltaic power station, soil bacteria, ecological function prediction, microbial diversity

中图分类号:

S154.3

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图/表 8

图1 草地（A）和沙地（B）土壤优势细菌门水平相对丰度

Fig.1 Relative abundances of dominant bacterial phyla in soil at the phylum level in grassland （A） and sandy land （B）

图2 草地（A）和沙地（B）土壤优势细菌属水平相对丰度

Fig.2 Relative abundances of dominant soil bacteria at the genus level in grassland （A） and sandy land （B）

表1 草地和沙地土壤细菌多样性指数

Table 1 Soil bacteria diversity index in grassland and sandy land

特征指标	草地			沙地
特征指标	板间	板下	对照	板间	板下	对照
Ace指数	3 405.44±1 098.26	3 035.14±263.09	3 408.65±15.52	2 295.84±138.35	2 967.80±223.87	3 347.67±43.13
Simpson指数	0.020±0.018	0.006±0.000	0.006±0.002	0.009±0.004	0.005±0.002	0.004±0.002
Shannon指数	5.86±1.06	6.34±0.04	6.37±0.16	5.94±0.56	6.42±0.11	6.60±0.16
Coverage指数	0.98±0.00	0.99±0.00	0.99±0.00	0.99±0.00	0.99±0.00	0.99±0.00

图3 草地（A）和沙地（B）土壤细菌β多样性

Fig.3 Soil bacteria β-diversity in grassland （A） and sandy land （B）

图4 草地（A）和沙地（B）优势菌门相对丰度和环境因子的相关性注：X1为pH；X2为电导率；X3为全氮；X4为全磷；X5为全钾；X6为铵态氮；X7为硝态氮；X8为水解性氮；X9为有效磷；X10为速效钾；X11为土壤β-1-4葡聚糖酶活性；X12为土壤脲酶活性；X13为土壤碱性磷酸酶活性；X14为地上生物量；X15为土壤含水率

Fig.4 Correlation between the relative abundances of dominant bacterial phyla and environmental factors in grassland （A） and sandy land （B）

图5 草地（A）和沙地（B）优势菌属相对丰度和环境因子的相关性注：X1为pH；X2为电导率；X3为全氮；X4为全磷；X5为全钾；X6为铵态氮；X7为硝态氮；X8为水解性氮；X9为有效磷；X10为速效钾；X11为土壤β-1-4葡聚糖酶活性；X12为土壤脲酶活性；X13为土壤碱性磷酸酶活性；X14为地上生物量；X15为土壤含水率

Fig.5 Correlation between the relative abundances of dominant bacterial genera and environmental factors in grassland （A） and sandy land （B）

图6 草地（A）和沙地（B）土壤细菌生态功能预测

Fig.6 Prediction of the ecological functions of soil bacteria in grassland （A） and sandy land （B）

图7 草地（A）和沙地（B）土壤细菌生态功能多重比较

Fig.7 Multiple comparisons of ecological functions in grassland （A） and sandy land （B）

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