降水處理對南亞熱帶季風(fēng)林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

吳華清，陳小梅*，林媚珍，張靜，褚國偉，鄧琦

1.廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州 510650；3.中國科學(xué)院武漢植物園，湖北 武漢 430074

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降水處理對南亞熱帶季風(fēng)林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

吳華清1，陳小梅1*，林媚珍1，張靜2，褚國偉2，鄧琦3

1.廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.中國科學(xué)院華南植物園，廣東 廣州 510650；3.中國科學(xué)院武漢植物園，湖北 武漢 430074

摘要：全球變暖導(dǎo)致降水格局的變化，進(jìn)而影響到土壤碳排放與土壤環(huán)境特征，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)是反映這一變化的有效早期響應(yīng)指示。以南亞熱帶鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林（季風(fēng)林）土壤為對象，探討降水變化對不同土壤層土壤微生物群落的影響，試驗設(shè)置3種降水變化處理（年降水量不變但降水次數(shù)增加、減少50%降水量、自然降水），采用磷脂脂肪酸（PLFA）技術(shù)提取土壤微生物含量。結(jié)果表明：（1）不同降水處理對同一土層土壤微生物總PLFAs量、細(xì)菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放線菌PLFAs量、叢枝菌根真菌PLFAs量影響不顯著（P＞0.05）；（2）0～10 cm土層中，土壤微生物細(xì)菌（革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌）、真菌、放線菌和叢枝菌根真菌的相對豐度值差異不明顯，說明不同降水處理條件下，該層土壤微生物群落結(jié)構(gòu)較為相似；（3）10～20 cm土層中，不同降水處理對細(xì)菌（革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌）的相對豐度產(chǎn)生明顯的影響（P＜0.05）；（4）在所有試驗處理中，土壤pH作為一個重要的影響因子，與土壤微生物總PLFAs量成極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。

關(guān)鍵詞：降水變化；土壤微生物生物量；微生物群落結(jié)構(gòu)；季風(fēng)常綠闊葉林磷；脂脂肪酸（PLFA）

引用格式：吳華清，陳小梅，林媚珍，張靜，褚國偉，鄧琦.降水處理對南亞熱帶季風(fēng)林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2016，25（4）:583-590.

WU Huaqing，CHEN Xiaomei，LIN Meizhen，ZHANG Jing，ZHU Guowei，DENG Qi.Effects of the Soil Microbial Community Structure to Changes in Precipitation in the South Subtropical Monsoon Forest ［J］.Ecology and Environmental Sciences，2016，25（4）:583-590.

土壤微生物能分解和合成有機(jī)質(zhì)，是土壤碳積累過程的重要參與者，且對土壤環(huán)境的變化敏感，其微生物量和群落結(jié)構(gòu)是對外界環(huán)境脅迫的早期響應(yīng)指標(biāo)（曹志平，2007）。研究表明，隨著全球氣候的變暖，南亞熱帶地區(qū)的降水強(qiáng)度和頻數(shù)發(fā)生變化（IPCC，2013；陳小梅等，2010；Zhou et al.，2011）。降水的變化在一定程度上改變土壤結(jié)構(gòu)、濕度和pH等環(huán)境因子，進(jìn)而影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。因此，探討土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)對降水變化的響應(yīng)，可為研究土壤碳變化對全球氣候的響應(yīng)提供一定的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，約有45%的碳儲存于土壤層（FAO，2011），其巨大的碳匯功能可能緩解全球氣候變化，所以研究降水變化對森林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，是評價未來全球氣候變化的重要關(guān)鍵。在國內(nèi)外研究中，針對降水變化對森林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的研究已有相關(guān)文獻(xiàn)報道，包括熱帶、溫帶和亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)對模擬降水的響應(yīng)，然而，目前有關(guān)季風(fēng)常綠闊葉林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的研究較少（Leckie，2005；Landesman et al.，2010；Cregger et al.，2012；徐嘉，2014）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能存在明顯的季節(jié)性變動和區(qū)域差異，不同森林類型的土壤微生物群落對降水變化處理的響應(yīng)不同（Lipson et al.，2002，2008；Waldrop et al.，2006；Mchugh et al.，2014）。目前，被廣泛應(yīng)用于研究土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)的方法主要有氯仿熏蒸浸提法、微生物平板培養(yǎng)法、核酸生物學(xué)法以及磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid，PLFA）法等（張瑞福等，2004476-479；吳愉萍，2009）。由于磷脂是一種含有磷酸的脂類物質(zhì)，是微生物細(xì)胞膜上的主要組成成分，且存在于活體生物內(nèi)，而具有特殊的甲基脂肪酸已經(jīng)被作為區(qū)分微生物的依據(jù)，因此PLFA法已應(yīng)用于微生物群落結(jié)構(gòu)的分析（Petersenet al.，1994；張瑞福等，2004476-477；張秋芳等，2009）。

徐嘉（2014）運(yùn)用PLFA提取方法，研究南亞熱帶馬尾松林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對降雨減少的響應(yīng)，結(jié)果表明，降水量減少會降低土壤含水量，減慢微生物養(yǎng)分的傳輸，使得不同土壤層的微生物含量存在差異；而在雨季，減雨處理對馬尾松土壤大部分微生物生物量的影響不顯著，同時，只對少數(shù)的微生物的相對豐度具有顯著的影響。作為亞熱帶森林演替頂級植被——季風(fēng)常綠闊葉林，其土壤結(jié)構(gòu)、孔隙、水等特性更為穩(wěn)定，且土壤微生物群落對環(huán)境脅迫抵抗能力更強(qiáng)（李晶等，2013）。在降水頻率、強(qiáng)度或降水量改變的情況下，季風(fēng)林土壤微生物對其變化作出如何響應(yīng)，值得深入的探討，以便更深入地了解穩(wěn)定群落土壤微生物對外界環(huán)境變化的抵抗能力。

已有研究發(fā)現(xiàn)，近50年以來，我國東南沿海地區(qū)無雨日在逐漸增加（吳徐燕等，2011）。因此，本文以位于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林土壤為研究對象，設(shè)計3種不同的降水處理，包括年降水量不變但增加降水次數(shù)、減少50%降水量和自然降水，利用PLFA提取技術(shù)，研究季風(fēng)林土壤0～10和10～20 cm的微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)對降雨變化的響應(yīng)，闡明穩(wěn)定群落土壤微生物抵抗環(huán)境脅迫的能力，為后期土壤碳源匯的研究提供科學(xué)的依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

鼎湖山（112°30′39′′～112°33′41′′E，23°09′21′′～23°11′30′′N）位于廣東省肇慶地區(qū)境內(nèi)，為國家級自然保護(hù)區(qū)。其氣候?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，冬夏季節(jié)交替明顯，年平均氣溫20.9 ℃，最熱月（7月）和最冷月（1月）平均氣溫分別為28.0和12.6 ℃；年均相對濕度為82%，年均降雨量和蒸發(fā)量分別為1927和1115 mm，4─9月為雨季，約占全年降雨量的80%，10月─次年3月為旱季。鼎湖山保存著最為古老的亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林，分布在慶云寺周圍，其海拔高度約250～400 m，是以錐栗（Castanopsis chinensia）、荷木（Schima superba）和厚殼桂（Cryptocarya chinensis）等為優(yōu)勢樹種的頂級演替群落，該樣地所處的季風(fēng)林土壤為發(fā)育于砂巖或砂頁巖的赤紅壤（吳建平等，2015；中國科學(xué)院華南植物園，2010）。

1.2實(shí)驗設(shè)計

2013年6月，在季風(fēng)林內(nèi)，分別選取坡度、坡向、坡位和群落結(jié)構(gòu)基本一致的地段，設(shè)置3塊樣地，每塊樣地設(shè)置3個樣方，每個樣方設(shè)置1種降水處理：年降水量不變但增加降水次數(shù)（以下簡稱增加降水次數(shù)，IP）、減少50%降水量（以下簡稱減少降水，RP）和自然降水（對照組，NP）。其中，增加降水次數(shù)和減少降水處理的樣方設(shè)置如下：每個樣方的設(shè)置范圍為5 m×5 m，四周用PVC （Polyvinyl chloride）板材圍起，PVC板材插入地表下30 cm，以阻止地表徑流的流入；地上部分高出地表1 m，上方搭建遮雨棚（采用無色透明的塑料膠瓦片，為了減少光照強(qiáng)度的影響，高度設(shè)為1 m左右）。

在增加降水次數(shù)處理的樣方里，每次自然降雨時，使用遮雨棚攔截50%降雨量，并收集于大桶內(nèi)，于雨后天晴日，將降雨期間收集的雨水通過自動噴灑系統(tǒng)均勻噴灑入相應(yīng)的處理樣方內(nèi)，從而達(dá)到增加降雨次數(shù)、減弱降雨強(qiáng)度而全年總降雨量不變的效果；同時在減少降水處理的樣方里，每次自然降雨時，使用遮雨棚攔截50%降雨量，并收集于大桶內(nèi)。每次遮雨期結(jié)束后，收集遮雨棚上凋落物并回歸至相對應(yīng)的樣方地表上，以避免由于凋落物的輸入差異而造成的實(shí)驗誤差。

1.3樣品采集

于2015年7月（雨季）采集土壤樣品，分別在每個樣方內(nèi)隨機(jī)選取5個點(diǎn)，去除表土上覆蓋的枯枝落葉，用內(nèi)徑5 cm土鉆取0～10和10～20 cm層的土壤，每個點(diǎn)取3～4鉆，混合后裝入布袋，并用標(biāo)簽做好標(biāo)記。剔除樣品中可見的根系、動植物殘體和石塊等雜物，并過2 mm篩，分成兩份裝入塑料袋后，一份置于放有冰塊的泡沫箱內(nèi)，于-20 ℃冰箱保存，并于7 d內(nèi)完成實(shí)驗，另一份土壤自然風(fēng)干用于常規(guī)分析。

1.4項目測定

土壤濕度和pH值采用常規(guī)分析方法測定。土壤濕度用土壤含水量表達(dá)，采用稱重烘干的測量方法。土壤pH值用電極電位法測量，其中水土比例是2.5∶1。

土壤微生物用磷脂脂肪酸（PLFA）提取技術(shù)測定?；诟倪M(jìn)的Bligh和Dayer的測定方法（Bligh et al.，1959），本實(shí)驗的主要過程包括土壤浸提、分餾、甲酯化、酯基轉(zhuǎn)移，接著采用色譜儀分析微生物PLFA的含量，最后用微生物單個PLFA的含量與碳內(nèi)標(biāo)19∶0的濃度之比來計算微生物生物量和相對豐度。其中稱取的干土為8 g，而試劑氯仿∶甲醇∶磷酸緩沖液的比例為1∶2∶0.8，甲醇∶甲苯為1∶1，0.2 mol·L-1氫氧化鉀。

1.5數(shù)據(jù)分析

PLFA生物量的單位為nmol·g-1，而PLFA的相對豐度是特定PLFA含量占總PLFA含量的分?jǐn)?shù)，即特定PLFA的摩爾分?jǐn)?shù)，記為x特定PLFA。用單因素方差分析（one-way ANOVA）檢驗3種降水處理之間的土壤微生物PLFA量和相對豐度的差異，用主成分分析（principal component analysis，PCA）檢測微生物群落結(jié)構(gòu)的差異，用相關(guān)性分析（correlation analysis，CA）檢驗土壤濕度和pH與微生物PLFA量、群落結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。所有的數(shù)據(jù)分析和制圖均在統(tǒng)計軟件Excel 2003以及SPSS 19.0中完成。

2　結(jié)果與分析

根據(jù)已有的研究結(jié)果（于樹等，20084223-4224；徐嘉，201453-54；Sun et al.，2015；Brant et al.，2006），按照標(biāo)準(zhǔn)命名法分類所測的PLFA，見表1，其它的PLFA種類，如i13:0、i14:0、16:0等仍用來分析微生物PLFA總量。

表1　磷脂脂肪酸分類Table 1 Identifier of phospholipid fatty acids

2.1土壤微生物PLFAs量的變化

不同降水處理下各菌群PLFAs量與真菌/細(xì)菌比值結(jié)果如圖1所示。在雨季，同一土壤層不同降水處理間的微生物PLFAs總量以及細(xì)菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放線菌PLFAs量、叢枝菌根真菌PLFAs量差異均不顯著（P＞0.05）。土壤微生物PLFAs總量和各菌群PLFAs量的變化趨勢相似，表現(xiàn)為同一處理 0～10 cm土層的微生物PLFAs量比10～20 cm的多；在0～10 cm土層中，其微生物PLFAs量均以RP處理的最高，而IP處理下的微生物量與對照組NP的相差不大，其中RP處理下的真菌PLFAs量，比IP和NP處理下的多28%左右；在10～20 cm土層中，IP處理和RP處理的微生物PLFAs量值相近，均比對照組NP處理的多22%～70%，特別是細(xì)菌在這一層的響應(yīng)最大，在IP 和RP處理下，其PLFAs量分別增加約70%和61%。在0～10和10～20 cm土層中，相對于NP，IP和RP處理下的土壤真菌/細(xì)菌比值沒有明顯的差異（P＞0.05）。

2.2土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析

降水處理不僅對土壤微生物生物量產(chǎn)生影響，而且不同程度影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。微生物PLFA的相對豐度分析結(jié)果見圖2和圖3。圖2顯示，在相同降水處理下，土壤各層細(xì)菌（包括革蘭氏陽性菌和陰性菌）的相對豐度最大，為優(yōu)勢菌種，其次為放線菌，而叢枝菌根真菌的相對豐度是最低的；與對照組比較，不同降水處理均對土壤0～10 cm的細(xì)菌、真菌、放線菌和AMF的相對豐度影響不明顯（P＞0.05），但在10～20 cm土層里，IP和RP明顯增大了細(xì)菌的相對豐度，IP和RP處理均明顯增大GP的相對豐度，IP處理明顯降低GN的相對豐度。這反映出了降水處理首先對10～20 cm土層的優(yōu)勢菌種影響最明顯。

從圖3可以看出，在相同降水處理下，指示革蘭氏陽性菌i16:0的相對豐度是最大的；在0～10 cm土壤層，IP處理明顯增大14:0、15:0和減少18:1w7c的相對豐度，RP處理明顯增高18:2w6c和降低10Me18:0的相對豐度，而IP和RP處理均明顯減少i17:0、a17:0和cy17:0的相對豐度；在10～20 cm土壤層中，IP處理明顯降低i17:0和10Me18:0的相對豐度，RP處理明顯減少17:0、i18:0、cy17:0、18:2w6c的相對豐度，而IP和RP處理均明顯增大14:0、15:0、i16:0和降低a17:0的相對豐度。因此，IP處理明顯增加了土壤各層革蘭氏陽性菌的14:0、15:0和降低i17:0、a17:0的相對豐度，RP處理降低革蘭氏陽性菌的a17:0和革蘭氏陰性菌的cy17:0，而真菌18:2w6c主要受RP處理的影響。

用主成分分析土壤0～10和10～20 cm的微生物PLFA，得圖4。如圖4（a）顯示，在0～10 cm土層中，前兩個主成分解釋了微生物群落結(jié)構(gòu)變異的92.216%，其中第一主成分解釋了83.116%，這3種降水處理沿第一主成分軸的關(guān)系比較接近，這主要是因為這3種降水處理之間各菌群的相對豐度差異不顯著（圖2）。圖4（b）表明，在土壤10～20 cm中前兩個主成分解釋了微生物群落結(jié)構(gòu)變異的94.049%，其中第一主成分解釋了90.480%，在第一主成分中，IP和RP處理成正方向，而NP處理成負(fù)方向，且IP及RP處理均和NP處理的得分貢獻(xiàn)值存在一些差異，這種差異主要是由IP和RP處理明顯提高細(xì)菌的相對豐度而引起的。

2.3土壤濕度和pH與微生物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)關(guān)系

用單因素方差分析每塊樣方的土壤濕度以及pH，得表2。結(jié)果表明，不同降水處理對季風(fēng)林土壤pH和0～10 cm的濕度影響均不明顯（P＞0.05），但是降水處理對10～20 cm土層的濕度有較大的影響，IP處理明顯增大土壤的濕度。

圖1　不同土壤層微生物磷脂脂肪酸量及真菌/細(xì)菌比值Fig.1 Soil microbial PLFAs and fungi/bacteria ratio in different soil layers

分析土壤濕度、pH與微生物總PLFAs量和相對豐度之間的相關(guān)關(guān)系（表3），結(jié)果表明，土壤濕度均與土壤微生物總PLFAs量和各菌群相對豐度無顯著相關(guān)性（P＞0.05），這說明，在雨季，土壤濕度不是影響土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)變化的主要原因；在0～10 cm土層中，土壤pH與革蘭氏陰性菌的相對豐度成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），與微生物總PLFAs量成極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）；在10～20 cm土層里，土壤pH均與微生物生物量和各菌群相對豐度無明顯關(guān)系（P＞0.05）；真菌/細(xì)菌比值與土壤濕度、pH之間無顯著相關(guān)關(guān)系（P＞0.05）。

3　討論

降水可以改變土壤的通透性、氣體交換以及水分狀況等，從而影響土壤微生物的活性，使得微生物組成以及群落結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化，這些影響隨著時空的變化而不同（王寧等，2015）。由于鼎湖山的季風(fēng)林有近400年的保護(hù)歷史，作為地帶性成熟森林植被，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定（方熊等，2012），能夠長時間維持林內(nèi)土壤適宜微生物存活和繁殖的環(huán)境，因而降水處理對土壤環(huán)境的改變作用比較緩慢。本研究結(jié)果表明，兩年的不同降水處理試驗的土壤pH和0～10 cm土層的土壤濕度沒有顯著差異（表2），這可能由于鼎湖山屬于濕潤地區(qū)，年均相對濕度達(dá)到82%，再加上成熟穩(wěn)定的季風(fēng)林特性，使接近于地表層的土層pH和含水值維持在原有的范圍內(nèi)。而增加降水次數(shù)處理，使土壤上層水下滲的頻數(shù)增多，因而導(dǎo)致IP處理明顯增大10～20 cm土壤含水量（表2）。

圖2　不同土壤層微生物PLFAs的相對豐度Fig.2 Relative abundances of the microbial community PLFAs in different soil layers

圖3　不同土壤層微生物單個PLFA的相對豐度Fig.3 Relative abundances of the microbial community each PLFA in differentsoil layers

在本實(shí)驗中，土壤濕度與土壤微生物PLFAs總量和各菌群的相對豐度的相關(guān)關(guān)系不明顯（表3）。因此，在雨季，土壤濕度并不是影響微生物活動的主要因子。土壤微生物活動受到多種因素的影響，已有研究發(fā)現(xiàn)，在濕潤或有干濕交替的生態(tài)系統(tǒng)中，如果雨季土壤濕度未超出一定范圍，其不能明顯影響土壤微生物活動（陳全勝等，2003）973-974，而本研究恰恰也說明了這一點(diǎn)。土壤pH是影響土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)變化的一個主要的因子，在0～10 cm土層中，土壤pH與微生物總PLFAs量成極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（表3）。有研究發(fā)現(xiàn)，桉樹林土壤細(xì)菌的相對豐度與土壤pH呈正相關(guān)（Cao et al.，2010），與本研究的觀點(diǎn)相反，這可能是由于森林類型不同所導(dǎo)致的。

圖4　不同土壤層微生物群落結(jié)構(gòu)主成分分析Fig.4 Principal component analysis of soil microbial community structure in different soil layer

表2　不同土壤層的濕度和pHTable 2 Characteristics of soil moisture and pH in different soil layers

表3　土壤微生物總PLFAs量和相對豐度與土壤濕度、pH的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients between soil total microbial biomass relative abundance of PLFA and the soil moisture and pH

盡管本研究同一土層的不同降水處理間的土壤微生物PLFAs量差異不明顯，但是在0～10 cm土層中，微生物總PLFAs量、細(xì)菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放線菌PLFAs量和叢枝菌根真菌PLFAs量在減少降水量處理的情況下，其值均是最大的（圖1），這可能是因為在濕潤的生態(tài)系統(tǒng)中，降水在濕季可能會對土壤呼吸有明顯的抑制現(xiàn)象（陳全勝等，2003）974-975。因此，減少降水量可能使土壤通透性更好，促進(jìn)土壤的呼吸，更有利于微生物的繁殖。但在10～20 cm土層，土壤pH與土壤微生物PLFAs總量成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，因而IP處理的土壤微生物生物量反而是最高的。

同時，由于0～10 cm土層的微生物PLFAs相對豐度并未受到不同降水處理的明顯影響（圖2），因此，其微生物群落結(jié)構(gòu)比較相似（圖4）。在10～20 cm土層中，細(xì)菌（包括革蘭氏陽性菌和陰性菌）相對豐度在不同降水處理下有不同的變化。IP和RP處理均明顯增大了細(xì)菌的相對豐度（圖2），主要是指示細(xì)菌的14:0、15:0、i16:0（圖3），從而在主成分分析中，這3種降水處理下的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)有一些差異（圖4）。

真菌/細(xì)菌比值通常被用來比較真菌與細(xì)菌生物量的變化以及兩種微生物的相對豐度（于樹等，2008）4224-4225。在0～10 cm土層中，RP處理下的真菌/細(xì)菌比值最大，比IP處理下的高出了18%左右（圖1），主要是因為在0～10 cm土層中，受到減少降水量處理的影響，其真菌PLFAs量最大。從真菌/細(xì)菌比值的數(shù)值來看，在0～10和10～20 cm土層中，真菌和細(xì)菌受IP和RP處理的影響不一。

4　結(jié)論

根據(jù)南亞熱帶的降水變化規(guī)律，利用在鼎湖山季風(fēng)林內(nèi)兩年（2013年6月─2015年7月）的人工降水處理實(shí)驗，采用磷脂脂肪酸（PLFA）方法，分析雨季0～10和10～20 cm土層土壤微生物生物量和群落結(jié)構(gòu)對不同降水處理的響應(yīng)。結(jié)果表明，同一土壤層的不同降水處理之間的微生物生物量差異不明顯，而同一降水處理下，土壤微生物生物量隨著土層的深度增加而減少。同對照組比較，0～10 cm土層中各菌種的相對豐度并未受到降水處理的顯著影響，不同降水處理下的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)比較相似。在10～20 cm土層中，由于細(xì)菌的相對豐度在全年降水量不變但增加降水次數(shù)和減少50%降水量的處理下，比對照組明顯增加，3種降水處理下的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)有較大的差異。從減少降水量處理增大了0～10 cm土層的真菌/細(xì)菌比值看，此層真菌更易受到該處理的影響；土壤pH與土壤微生物PLFAs總量成極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明pH是影響土壤微生物的一個重要的因子?？梢?，土壤微生物對降水處理的響應(yīng)是復(fù)雜的，這一初步研究結(jié)果可為今后進(jìn)一步研究土壤微生物對全球氣候的響應(yīng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Effects of the Soil Microbial Community Structure to Changes in Precipitation in the South Subtropical Monsoon Forest

WU Huaqing1，CHEN Xiaomei1，LIN Meizhen1，ZHANG Jing2，ZHU Guowei2，DENG Qi3
1.School of Geographical Sciences，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China；2.South China Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510650，China；3.Wuhan Botanical Garden，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430074，China.

Abstract:Changes in precipitation patterns caused by global warming is a common phenomenon，which affects soil carbon respiration and soil environmental characteristics.Soil microbial community structure is an effective indicator to reflect this change.In this paper，we take the soil of the south subtropical monsoon evergreen broad-leaved forest in Dinghu mountain as research object.Our object explores the influence of precipitation changes on soil microbial communities in different soil layers.Three experimental treatments are included:The precipitation is constant but the times of precipitation increases，reduce the amount of precipitation by 50%，normal precipitation （control group）.Soil microbial biomass was measured by the method of phospholipid fatty acid （PLFA）.The experiment results show that:（1） The three precipitant treatments did not significantly affected the amounts of soil microbial total PLFAs，bacteria PLFAs，fungi PLFAs，actinomycetes PLFAs and arbuscular mycorrhizal fungi PLFAs of the same layer in the rainy premonsoon season.（2） In the layer 0～10 cm，the relative abundance of bacterial，gram-positive bacteria，gram-negative bacteria，fungi，actinomycetes，arbuscular mycorrhizal had not significant difference，which indicated the soil microbial community structures were similar under different treatment conditions.（3） In the layer 10～20 cm，the relative abundance of bacterial show obvious difference （P＜0.05） in the soil microbial community structure.（4） There was the negative correlation between the soil pH value and the total PLFAs of soil microbial biomass （P＜0.01） under different experimental treatment.

Key words：precipitation changes； soil microbial biomass； microbial community structure； monsoon evergreen broadleaf forest；phospholipid fatty acid

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.04.006

中圖分類號：S718.5； X171

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-5906（2016）04-0583-08

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（31400415）；廣東省自然科學(xué)基金項目（2014A030310354）；廣州市屬高?？萍加媱濏椖浚?201430746）；廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才項目（2014KQNCX110）

作者簡介：吳華清（1990年生），女，碩士研究生，主要從事區(qū)域環(huán)境演變與自然災(zāi)害管理研究。E-mail:1032050758@qq.com

*通信作者。陳小梅，E-mail:xmchen@scib.ac.cn

收稿日期：2016-02-22