大興安嶺興安落葉松林土壤真菌群落特征研究

楊立賓 ，隋 心 ，朱道光 ，崔福星 ，，李金博 ，，宋瑞清 ，倪紅偉

（1.黑龍江省科學(xué)院 自然與生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院 高技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 150020；3.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；4.黑龍江大學(xué) 生命學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

大興安嶺興安落葉松林土壤真菌群落特征研究

楊立賓1，2，3，隋 心4，朱道光1，崔福星1，3，李金博1，3，宋瑞清3，倪紅偉1

（1.黑龍江省科學(xué)院 自然與生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江省科學(xué)院 高技術(shù)研究院，黑龍江 哈爾濱 150020；3.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；4.黑龍江大學(xué) 生命學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

土壤真菌以分解者的形式存在于森林生態(tài)系統(tǒng)中，參與物質(zhì)的循環(huán)[1]、能量的流動(dòng)[2]和信息的傳遞。土壤環(huán)境因子、土壤理化性質(zhì)以及地上植被與土壤微生物之間存在著復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)[3]。土壤真菌的遺傳多樣性是真菌結(jié)構(gòu)和功能多樣性的基礎(chǔ)，決定了真菌在土壤中的作用[4]。大興安嶺地區(qū)的森林、濕地和凍土是我國(guó)緯度最高的集中分布區(qū)[5]，呼中國(guó)家自然保護(hù)區(qū)是我國(guó)唯一保存較完整的寒溫帶針葉林區(qū)域。大興安嶺也是對(duì)全球氣溫變化反應(yīng)最敏感的地區(qū)之一[6]，由于人類活動(dòng)而導(dǎo)致的全球氣候變化，大興安嶺自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能也不斷的發(fā)生變化。土壤微生物作為森林生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，在維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能等方面具有重要作用[7-9]。

近些年來，針對(duì)大興安嶺興安落葉松林土壤微生物的研究主要集中在土壤微生物數(shù)量[10]、微生物生物量碳和氮[11]、酶活性[12]、微生物功能[13]等的變化情況，對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性的研究報(bào)道較少，已有的對(duì)大興安嶺興安落葉松林土壤微生物的研究多采用傳統(tǒng)的生物學(xué)研究方法，例如姜海燕等[10]、姜煜鋆等[14]采用平板稀釋分析法分析了興安落葉松Larix gmelinii的土壤微生物分布特征。由于土壤微生物數(shù)量大、種類多，用傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)方法進(jìn)行分離鑒定遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能反映土壤微生物的真實(shí)情況，遺漏了土壤中絕大多數(shù)微生物，難以反映微生物結(jié)構(gòu)和功能的全貌。Biolog鑒定和生物標(biāo)記法、變形梯度凝膠電泳（DGGE）和末端限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（T-RFLP）分析法、熒光原位雜交技術(shù)（FISH）等分子生物學(xué)技術(shù)雖然較傳統(tǒng)方法有很大的進(jìn)步，但其存在通量低，信息量小等缺點(diǎn)[15]，對(duì)微生物的組成和群落結(jié)構(gòu)的分析還不夠全面[16,18]。PLFA分析法發(fā)能夠?qū)ξ⑸锷锪亢臀⑸锒鄻有赃M(jìn)行快速分析，但不能準(zhǔn)確和完整的在分類學(xué)上對(duì)微生物進(jìn)行鑒定。目前，最新一代高通量測(cè)序技術(shù)具有通量高、靈敏度好、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠系統(tǒng)的、全面的測(cè)定和分析土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)特征及其功能，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于環(huán)境、醫(yī)療等與微生物相關(guān)的研究領(lǐng)域中。

因此，本研究用MiSeq高通量測(cè)序分析技術(shù)，在大興安嶺呼中國(guó)家自然保護(hù)區(qū)內(nèi)2014年建成的興安落葉松林國(guó)際監(jiān)測(cè)樣地中，以自然形成的蘚類興安落葉松林、杜香興安落葉松林、草類興安落葉松林和杜鵑興安落葉松林為研究對(duì)象，分析不同林型興安落葉松林土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)特征差異，探討不同林型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的影響因子，以期揭示興安落葉松林群落構(gòu)建與土壤微生物群落環(huán)境相互作用機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于大興安嶺呼中國(guó)家自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，樣地位于2014年建成大興安嶺興安落葉松林25 hm2國(guó)際性監(jiān)測(cè)樣地內(nèi)（見圖1）。樣地海拔為847～974 m，年均氣溫-4 ℃，年均降水量458.3 mm，年相對(duì)濕度平均為71%，年蒸發(fā)量平均為911 mm。群落結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，以興安落葉松為主要優(yōu)勢(shì)種的寒溫帶針葉林，蘚類興安落葉松林、杜香興安落葉松林、草類興安落葉松林和杜鵑興安落葉松林4種主要群落類型（下文中分別以A、B、C、D代替）從坡底部到坡頂部呈自然分布。樣地內(nèi)共有胸徑（Dbh）＞1 cm的木本植物41種，其中喬木4種，灌木37種，草本127種，隸屬于21科39屬。

蘚類興安落葉松林位于樣地坡底部，地勢(shì)平坦，土壤為沼澤土，喬木均為興安落葉松，主要灌木包括柴樺Betula fruticosa、細(xì)葉沼柳Salix rosmarinifolia等，主要草本包括灰脈苔草Carex appendiculata、黃囊苔草Carex korshinskyi等。杜香興安落葉松林位于樣地陽(yáng)坡下部，坡度較小，土壤為表淺棕色針葉林土，喬木為興安落葉松和白樺Betula platyphylla，主要灌木包括細(xì)葉杜香Ledum palustre、篤斯越桔Vaccinium uliginosum等，主要草本包括二葉舞鶴草Maianthemum bifolium、地榆Sanguisorba of fi cinalis等。草類興安落葉松林位于樣地陽(yáng)坡中上部，坡度較大，地勢(shì)陡峭，土壤為生草棕色針葉林土，喬木為興安落葉松和白樺Betula platyphylla，灌木較少，主要為興安杜鵑Rhododendron dauricum和繡線菊Spiraea salicifolia，草本植物較多，主要為北野豌豆Vicia ramuli fl ora、小白花地榆Sanguisorba tenuifoliavar.alba、二葉舞鶴草Maianthemum bifolium、龍江風(fēng)毛菊Saussurea amurensis、毛蕊老鸛草Geranium platyanthum、小葉章Calamagrostis angustifolia等。杜鵑興安落葉松林位于樣地山頂部，地勢(shì)較為平坦，土壤為典型棕色針葉林土，喬木為興安落葉松和白樺Betula platyphylla，主要灌木為興安杜鵑Rhododendron dauricum和越橘Vacciniumspp，主要草本為紅花鹿蹄草Pyrola incarnata和龍江風(fēng)毛菊。

1.2 樣品采集

圖1 試驗(yàn)區(qū)位置-呼中國(guó)家自然保護(hù)區(qū)Fig. 1 Location of sampling sites in Huzhong national nature reserve

2016年7月在四個(gè)林型中分別選定20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，做森林群落結(jié)構(gòu)調(diào)查。以S型選取3個(gè)取樣點(diǎn)，將凋落物和腐殖質(zhì)層移除，用直徑為10 cm的土鉆采集土層0 ～10 cm土壤，挑出凋落物、細(xì)根、和小石塊等雜物后過2 mm尼龍篩并分成2份，一份用于土壤微生物磷酸脂肪酸測(cè)定；另一份用于測(cè)定土壤理化測(cè)定。

1.3 土壤理化性質(zhì)分析

土壤含水率采用烘干法測(cè)定，pH值采用電位法，土壤總氮、堿解氮、有機(jī)碳采用CN元素分析儀測(cè)定，土壤全磷采用鉬銻抗比色法，土壤有效磷采用 NaHCO3浸提比色法，土壤全鉀、速效鉀采用火焰光度計(jì)法。

1.4 DNA提取與ITS基因測(cè)序

土壤微生物總DNA提取采用美國(guó)強(qiáng)力土壤試劑盒（MOBIO12888），按照說明書的操作步驟進(jìn)行提取。將提取出的土壤微生物總DNA溶解在100 μL 去離子水中，取5 μL的DNA用1.0%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)（0.5×TAE緩沖液），分析DNA的完整性和相對(duì)濃度并由測(cè)序公司進(jìn)行高通量測(cè)序。真菌ITS擴(kuò)增引物采用通用引物（3NDF/V4_euk_R2）。根據(jù) barcode 標(biāo)簽序列和前引物序列篩選出有效序列后，將測(cè)序接頭與barcode序列去除，并對(duì)處理后的有效序列進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。用mothur和chopseq對(duì)所得序列進(jìn)行分析，以97%相似性為標(biāo)準(zhǔn)劃分操作分類單元。將優(yōu)化序列根據(jù)silva庫(kù)中的參考序列對(duì) OTU 進(jìn)行種屬鑒定。在門（phylum）和屬（genus）的水平上做樣品群落分布柱狀圖，比較4個(gè)土壤環(huán)境中的真菌分布情況[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Coverage表示測(cè)序深度指數(shù)，分別用Ace和Chao1指數(shù)表示群落豐度，用Simpson和Shannon指數(shù)表示真菌群落物種的豐富度和多樣性；以上指數(shù)用mothur進(jìn)行分析。土壤理化性質(zhì)使用SPSS17.0軟件分析，顯著性分析采用單因子方差分析（ANOVA）和最小顯著差數(shù)法（LSD），不同林型土壤特征對(duì)土壤微生物量的影響采用R語(yǔ)言中的線性冗余分析（RDA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)

由表1可以看出，4個(gè)林型的土壤含水率隨海拔升高而降低并存在顯著性差異，其中蘚類興安落葉松林含水率最大，接近90%，趨向飽和狀態(tài)，該林型與其它3個(gè)林型含水率存在較大差異。從pH值可以看出各林型土壤均為酸性，其中杜香興安落葉松林土壤pH值酸性最強(qiáng)并與其他3個(gè)林型存在顯著性差異。4個(gè)林型土壤各營(yíng)養(yǎng)元素之間存在不同程度的顯著性差異。蘚類興安落葉松林土壤全氮、堿解氮含量最高并明顯高于其它各林型，土壤全氮隨海拔升高而降低。全磷各林型差距不大，隨海拔升高而降低并存在顯著性差異。有效磷蘚類興安落葉松林明顯高于其它各林型并存在顯著性差異。土壤全鉀和速效鉀含量杜香興安落葉松林較低，4個(gè)林型無明顯分布規(guī)律。土壤有機(jī)碳蘚類興安落葉松林最高，杜香興安落葉松林最低，4個(gè)林型無明顯分布規(guī)律。

表1 不同林型土壤理化性質(zhì)?Table 1 Soil physical and chemical characteristics in different forest types

2.2 土壤樣品測(cè)序結(jié)果及取樣深度驗(yàn)證

土壤樣品原始序列條數(shù)為73 558，通過優(yōu)化過濾低質(zhì)量序列后得到有效序列總數(shù)為68 446。供試土壤樣品序列經(jīng)拆分、去冗余后在97%相似度下進(jìn)行OTU聚類，共得到636個(gè)OTU。如圖2所示，不同類型土壤的樣品稀釋性曲線均趨向平緩，但尚未呈現(xiàn)飽和；這說明了供試樣品取樣合理，測(cè)試數(shù)據(jù)量合理，實(shí)際土壤環(huán)境真菌群落結(jié)構(gòu)置信度較高，能夠真實(shí)的反映土壤樣本的真菌群落，但可能還有一些少量的微生物沒有被發(fā)現(xiàn)。

如圖3所示，不同類型土壤環(huán)境中真菌的Venn圖可以看出， OTU總數(shù)B＞C＞D＞A，分別為218、198、118、102，各樣地OUT總數(shù)差別較大。土壤真菌特有OTU數(shù)目B＞C＞A＞D，分別為115、112、50、30。4個(gè)林型土壤真菌共有OTU數(shù)目為9個(gè)，ABC為16，ABD為12，BCD 為30，AB為23，AC為42，AD為21，BC為55，BD為74，CD為41。共有OUT數(shù)目表示各樣地彼此之間存在不同的相似性，結(jié)果可以看出 B、C、D林型具有相同的OUT 數(shù)目更多，說明其相似性更大。

2.3 多樣性指數(shù)分析

圖2 相似度為0.97條件下各土壤樣品的稀釋性曲線Fig.2 Rarefaction curves of each soil sample at cutoff level of 3%

Coverage指數(shù)是表示各樣品文庫(kù)的覆蓋率，其數(shù)值越高，則樣本中序列沒有被測(cè)出的概率越低。該指數(shù)實(shí)際反映了本次測(cè)序結(jié)果是否代表樣本的真實(shí)情況。如表2所示，不同類型土壤環(huán)境樣品測(cè)序的coverage指數(shù)B林型最高為0.999，A林型和C林型為0.998，D林型最低為0.997。說明本試驗(yàn)的測(cè)序結(jié)果能夠準(zhǔn)確的反映供試土壤樣品的真實(shí)情況，這與稀釋性曲線顯示的結(jié)果相一致。

Ace指數(shù)和chao1指數(shù)是用來估計(jì)群落中OTU數(shù)目的指數(shù)，是生態(tài)學(xué)中估計(jì)生物物種總數(shù)和菌群豐富度的常用指數(shù)。如表2所示，不同林型土壤真菌的Ace指數(shù)和chao1指數(shù)B＞C＞D＞A，說明B林型中的土壤真菌總數(shù)和菌群豐度最高，而A林型的Ace指數(shù)和chao1指數(shù)最低。

圖3 韋恩Fig.3 Venn diagram

表2 相似度為0.97條件下各土壤樣品多樣性指數(shù)分析Table 2 Diversity index of each soil sample at cutoff level of 3%

用Shannon指數(shù)和Simpson指數(shù)來估算供試土壤樣品中微生物的alpha多樣性。Shannon指數(shù)B＞C＞A＞D，說明B林型土壤真菌群落的信息量最大且復(fù)雜程度最高。Simpson指數(shù)B＞C ＞A＞D，說明D林型土壤真菌群落的均勻度最高。

2.4 真菌群落結(jié)構(gòu)組成與分析

測(cè)序共獲得4門11綱36目63科74屬真菌。圖4所示，在門分類水平上分屬于4個(gè)主要類群，主要包括子囊菌門Ascomycota、擔(dān)子菌門Basidiomycota、接合菌門Zygomycota、壺菌門Chytridiomycota。擔(dān)子菌門在所有樣品中的豐度為9.41%～86.72%，在蘚類、杜香、杜鵑興安落葉松林中為最優(yōu)勢(shì)菌門，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)地位。子囊菌門在所有樣品中的豐度為7.74%～64.27%，在杜香興安落葉松林中為最優(yōu)勢(shì)菌門，在其它3個(gè)林型中為次優(yōu)勢(shì)菌門。此外壺菌門只存在于草類興安落葉松林土壤中，相對(duì)豐度為0.43%。

在屬分類水平上，蘚類興安落葉松林包含31屬土壤真菌，其中隱球菌屬Cryptococcus相對(duì)豐度最高，為22.39%，為優(yōu)勢(shì)菌屬；其余相對(duì)豐度較高的依次為Udeniomyces（3.71%）、小輪孢霉 屬Troposporella（2.07%）、Rachicladosporium（1.53%）。杜香興安落葉松林包含46屬土壤真菌，絲膜菌屬Cortinarius相對(duì)豐度最高，為17.74%，為優(yōu)勢(shì)菌屬；其余相對(duì)豐度較高的依次為擬鎖瑚菌屬Clavulinopsis（5.63%）、被孢霉屬M(fèi)ortierella（5.63%）、Udeniomyces（2.56%）、隱 球 菌 屬Cryptococcus（2.19%）、 木 霉 屬Trichoderma（1.43%）、Kriegeria（1.28%）、絲座盤菌屬Arachnopeziza（1.05%）、Neonectria（1.02%）。草類興安落葉松林包含47屬土壤真菌，隱球菌屬Cryptococcus相對(duì)豐度最高，為4.60%，其次為蟲草屬Cordyceps，相對(duì)豐度為2.28%。杜鵑興安落葉松林包含25屬土壤真菌，擬鎖瑚菌屬Clavulinopsis相對(duì)豐度最高，為7.06%。結(jié)果說明不同林型土壤真菌在屬分類水平上分布不同，優(yōu)勢(shì)菌屬不相同，共有菌屬相對(duì)豐度也不同。

圖4 門和屬分類水平下的微生物群落組成Fig.4 Composition of microbial communities at phylum level and genus level

在屬的水平上對(duì)不同類型土壤環(huán)境中的真菌樣品和樣品所含菌屬進(jìn)行聚類，對(duì)聚類后的各樣品中不同OTU所含序列豐度作出heatmap（圖5），該圖能夠反映不同類型土壤真菌在屬水平上的群落結(jié)構(gòu)差異性。由圖5可以看出，不同土壤類型的真菌heatmap圖可以劃分為3個(gè)Cluster。不同林型的土壤真菌的相對(duì)豐度和分布發(fā)生了明顯的變化，在供試樣品所得菌屬中相對(duì)豐度變化較大 的 有Cortinarius、Clavulinopsis、Mortierella、Cryptococcus、Trichoderma。

圖5 基于ITS序列構(gòu)建的熱圖Fig.5 Heatmap tree based on the ITS sequences

從圖5可以看出，Cluste 1中相對(duì)豐度較高的13屬真菌存在于C樣地中，并與其它3個(gè)樣地存在較大差異；其中Mrakia、Neonectria、Meliniomyces、Archaeorhizomyces等 屬 真 菌 的 相對(duì)豐度受土壤環(huán)境變化影響較大。Cluste 2中相對(duì)豐度較高的16屬真菌存在于B樣地中，并與其它3個(gè)樣地存在差異；其中Trichoderma、Cordyceps等屬真菌的相對(duì)豐度受土壤環(huán)境變化影響較大。Cluste 3中相對(duì)豐度較高的4屬真菌存在于A樣地中，并與其它3個(gè)樣地存在差異；其中Cryptococcus、Mortierella等屬真菌的相對(duì)豐度受土壤環(huán)境變化影響較大。3個(gè)Cluste分別對(duì)應(yīng)了A、B、C 3種類型土壤環(huán)境中的土壤真菌的組成和相對(duì)豐度，而D樣地又與此不同，這說明不同類型的土壤環(huán)境下土壤真菌組成和相對(duì)豐度存在較大差異。

2.5 土壤環(huán)境對(duì)真菌群落的影響

土壤真菌因不同林型的環(huán)境因子而聚類或分離的情況如圖6所示，土壤pH值、土壤全氮、堿解氮、有機(jī)碳、含水率與第一排序軸正相關(guān)，土壤全鉀、有效鉀、全磷與第一排序軸負(fù)相關(guān)。不同林型土壤真菌組成差異較大，A林型位于第一象限，B林型和D林型位于第三象限，C林型位于第二象限，這說明B林型和D林型土壤真菌差異較小。Mortierella群落與土壤全氮、有機(jī)碳、含水率、堿解氮、pH、全磷正相關(guān)，與全鉀、速效鉀負(fù)相關(guān)。Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma與土壤磷含量和含水量負(fù)相關(guān)。Cordyceps、Clavulinopsis與有效磷正相關(guān)，與pH值、含水率負(fù)相關(guān)。

3 討 論

圖6 基于土壤真菌種群分布和環(huán)境因子的冗余分析Fig.6 RDA based on soil fungi community at genus level and environmental factors of the soil

森林生態(tài)系統(tǒng)中的不同林型包括不同的植被組成、不同性質(zhì)的土壤類型等。有研究表明，不同林型的土壤養(yǎng)分[19-20]、土壤環(huán)境因子[19]存在差異，這些能夠?qū)ι稚鷳B(tài)系統(tǒng)中土壤微生物產(chǎn)生影響[22-23]，導(dǎo)致土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[24-26]。森林土壤水分是調(diào)節(jié)土壤微生物代謝的關(guān)鍵因子，土壤含水量的多少能夠影響土壤微生物量和活性[26]。本研究中，不同林型的興安落葉松林由山頂部到山底部自上而下呈現(xiàn)的自然分布，土壤含水率隨海拔降低而升高。特別是山坡底部的蘚類興安落葉松林土壤含水率遠(yuǎn)高于與其它3個(gè)落葉松林，已趨于飽和狀態(tài)。與此對(duì)應(yīng)的樣地中優(yōu)勢(shì)菌群不同程度的與土壤含水率呈現(xiàn)正、負(fù)相關(guān)，從Ace指數(shù)和chao 1指數(shù)可以看出蘚類興安落葉松林中土壤真菌的總量和相對(duì)豐度最低，從Shonnon指數(shù)和Simpson指數(shù)可以看出蘚類興安落葉松林中土壤真菌的豐富度和均勻度相對(duì)較好，這些結(jié)果都說明土壤真菌受土壤含水量的影響，這可能是該區(qū)域影響土壤真菌分布的重要的土壤環(huán)境因子之一。

很多研究發(fā)現(xiàn)土壤pH值是也是影響土壤微生物群落的重要環(huán)境因素[28-29]，本研究中不同林型的興安落葉松林中土壤均為酸性，杜香興安落葉松林土壤pH值最低，從Ace指數(shù)、chao 1指數(shù)可以看出隨著pH值的下降各樣地的真菌總數(shù)、相對(duì)豐度和豐富度呈上升趨勢(shì)；從RDA分析可以看出一些優(yōu)勢(shì)菌群如Cordyceps、Clavulinopsis、Cortinarius、Cryptococcus的分布與pH呈負(fù)相關(guān)，這些結(jié)果說明真菌喜好酸性環(huán)境[28]，這也與Frostegard等[16]的研究結(jié)果相類似。

土壤養(yǎng)分與土壤微生物有著密切的聯(lián)系[17]，土壤碳[18]、土壤氮[31]、土壤磷[32-33]高低影響著土壤微生物的活性[34]。蘚類興安落葉松林的土壤全氮、堿解氮、有效磷、有機(jī)碳含量顯著高于其它林型，但蘚類興安落葉松林土壤真菌的Ace指數(shù)、chao 1指數(shù)卻最低，說明該林型的土壤真菌數(shù)量和菌群豐富度低。這可能是由于過高的碳和氮對(duì)土壤微生物的生物量產(chǎn)生限制的結(jié)果造成的[34]。其它3個(gè)林型隨著土壤養(yǎng)分的升高土壤真菌的數(shù)量和菌群豐富度升高，RDA分析中土壤真菌與土壤全氮、堿解氮、有機(jī)碳正相關(guān)，說明了土壤碳、土壤氮素含量的增加能夠增加土壤真菌的數(shù)量和生物量[35]。

不同類型的土壤微生物的組成和群落結(jié)構(gòu)除受土壤環(huán)境影響外，還與其他因素有關(guān)，如立地條件、地上植被等[36]，本研究發(fā)現(xiàn)，4個(gè)林型中土壤微生物與土壤理化性質(zhì)之間的規(guī)律性較為繁雜，特別是蘚類興安落葉松林的多項(xiàng)數(shù)據(jù)與其它3個(gè)樣地相差較大，這可能與該林型所處的特殊地理位置有關(guān)。蘚類興安落葉松林處于山坡底部，水分含量接近飽和狀態(tài)且土壤層下部存在永凍層，地上植被多以泥炭蘚為主，腐殖質(zhì)層厚。從研究結(jié)果看，土壤含水率、土壤養(yǎng)分含量高，這可能是造成蘚類興安落葉松林的特殊性和研究結(jié)果規(guī)律性不顯著的原因。本研究針對(duì)興安落葉松林不同林型土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，而作為土壤微生物中種類和數(shù)量較多的土壤細(xì)菌同樣在生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用，將繼續(xù)進(jìn)行興安落葉松不同林型林分中土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征的研究。

4 結(jié) 論

（1）興安落葉松林4個(gè)林型土壤環(huán)境因子和理化性質(zhì)存在顯著性差異和一定的規(guī)律性。

（2）通過測(cè)序，4個(gè)林型土壤中共獲得4門11綱36目63科74屬土壤真菌。在門分類水平上分屬于4個(gè)主要類群，主要包括子囊菌門Ascomycota、擔(dān)子菌門Basidiomycota、接合菌門Zygomycota、壺菌門Chytridiomycota。在屬分類水平上，隱球菌屬Cryptococcus、絲膜菌屬Cortinarius、蟲草屬Cordyceps、擬鎖瑚菌屬Clavulinopsis為優(yōu)勢(shì)菌屬。

（3）土壤微生物受土壤環(huán)境因子和土壤理化性質(zhì)的影響程度不一致。土壤水分、土壤酸堿度、土壤養(yǎng)分等眾多因素影響并制約著土壤中的各類微生物。Mortierella受土壤全氮、有機(jī)碳、含水 率，Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma受土壤磷含量和含水量，Cordyceps、Clavulinopsis受速效磷、pH值和含水量等因素相制約和影響。

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Study on fungal communities characteristics of differentLarix gmeliniforest typesin cold temperate zone

YANG Libin1,2,3, SUI Xin4, ZHU daoguang1, CUI Fuxing1,3, LI Jinbo1,3, SONG Ruiqing3, NI Hongwei1
(1. Institute of Nature & Ecology, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040, Heilongjiang, China; 2. Institute of Advanced Thechnology, Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin 150040, Heilongjiang, China; 3.Northeast Forestry University, Forestry Institute,Harbin 150040, Heilongjiang, China; 4. College of Life Sciences, Heilongjiang University, Harbin 150040, Heilongjiang, China)

This study aims to study the structural characteristics of soil fungi in different forest types ofLarix gmeliniiforest and understand the relationship between the community structures and diversity of soil fungus and environmental factors, which uses highthroughput sequencing to examine the genetic diversity of soil fungus. In this study, the soil fungal Alpha diversity, species composition and abundance of fourLarix gmeliniiforest types (Mosses-Larix gmeliniiforest, Ledum-Larix gmeliniiforest, grass-larch forest and rhododendron-Larix gmeliniiforest) were investigated by using the high-throughput sequencing, and analyzed the effects of soil physical and chemical properties on fungal community structure. The results showed that a total of 4 phyla, 11 classes, 36 orders, 63 families and 74 genera fungi were detected in the monitoring sample plot ofLarix gmeliniiforest.the dominant fungus were Ascomycota,Basidiomycota, Zygomycota and Chytridiomycota. Each type of edatope had its particular or mutual fungal genera with different abundance, some of which, like Mortierella, Udeniomyces, Cortinarius, Cryptococcus, Trichoderma, Cordyceps and Clavulinopsis, were affected greatly by soil physicochemical properties. According to RDA analysis, we found that major in fl uence factors that caused the change of soil fungal community structures in different soil environments were soil moisture content, pH, soil-nitrogen,soil phosphorus and organic carbon. These results revealed differences in soil fungal community among different soil environments ofLarix gmeliniiforest in cold temperate zoneand that the soil fungal community was correlated with the soil environmental factors.

Daxing’anling mountain;Larix gmelinii; soil fungi; community structures

為了研究不同林型興安落葉松林土壤真菌群落結(jié)構(gòu)特征，探討土壤真菌群落結(jié)構(gòu)變化的影響因子，進(jìn)一步弄清楚土壤真菌群落結(jié)構(gòu)與不同興安落葉松林之間的關(guān)系和作用。本研究分別以蘚類興安落葉松林、杜香興安落葉松林、草類興安落葉松林和杜鵑興安落葉松林的土壤真菌為研究對(duì)象，采用高通量測(cè)序方法對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)序，分析了土壤真菌的Alpha多樣性、物種組成和豐度，并研究土壤理化性質(zhì)對(duì)真菌群落結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，大興安嶺興安落葉松林共檢測(cè)到4門11綱36目63科74屬土壤真菌。優(yōu)勢(shì)菌門為子囊菌門Ascomycota、擔(dān)子菌門Basidiomycota、接合菌門Zygomycota、壺菌門Chytridiomycota，主要的優(yōu)勢(shì)菌屬為隱球菌屬Cryptococcus、小輪孢霉屬Troposporella、絲膜菌屬Cortinarius、擬鎖瑚菌屬Clavulinopsis（5.63%）、被孢霉屬M(fèi)ortierella、蟲草屬Cordyceps。Mortierella、Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma、Cordyceps、Clavulinopsis等菌屬受土壤環(huán)境因子和土壤理化性質(zhì)影響顯著。通過冗余分析發(fā)現(xiàn)，土壤含水率、pH值、土壤氮、土壤磷、有機(jī)碳等是不同土壤環(huán)境中土壤真菌群落結(jié)構(gòu)變化的重要影響因子。本研究表明寒溫帶興安落葉松林中不同土壤環(huán)境的土壤真菌群落存在差異，土壤真菌群落與土壤環(huán)境因子之間具有相關(guān)性。

大興安嶺；興安落葉松；真菌；群落結(jié)構(gòu)

S718.81

A

1673-923X(2017)12-0076-09

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.12.013

http: //qks.csuft.edu.cn

2017-03-30

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31600396/31570486）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)（2016YFC0500405）；黑龍江省科學(xué)院學(xué)科領(lǐng)域創(chuàng)新能力提升專項(xiàng)（XKLY2017ZR01）；黑龍江省院所基本應(yīng)用技術(shù)研究專項(xiàng)（ZNBZ2017ZR-03）

楊立賓，副研究員，博士

倪紅偉，研究員，博士生導(dǎo)師；E-mail：nihongwei2000@163.com

楊立賓，隋 心，朱道光，等 . 大興安嶺興安落葉松林土壤真菌群落特征研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017, 37(12):76-84.

[本文編校：文鳳鳴]