海南熱帶雨林土壤細菌組成與多樣性分析

杜昊楠　蘭國玉　吳志祥　陳偉　楊川

摘要：【目的】明確海南熱帶雨林土壤細菌的組成與多樣性、時空分布規(guī)律及對土壤理化性質(zhì)的響應(yīng)和功能結(jié)構(gòu)，為海南地區(qū)熱帶雨林的管理和保護提供理論依據(jù)。【方法】對海南五大熱帶雨林吊羅山、五指山、鸚哥嶺、霸王嶺和尖峰嶺的土壤進行采樣，每個樣地采集13份樣本，分旱、雨兩季，共130份樣本;通過高通量測序技術(shù)，分析土壤樣本微生物中的細菌組成與多樣性隨空間位置和季節(jié)的變化，應(yīng)用PICRUSt2功能預(yù)測分析土壤細菌功能?！窘Y(jié)果】OTU分類統(tǒng)計顯示，旱季的細菌OTU數(shù)目為10958，雨季的細菌OTU數(shù)目為11533，兩個季節(jié)間差異不顯著（P>0.05）。在細菌門水平，熱帶雨林旱季和雨季土壤細菌的優(yōu)勢菌群為變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、浮霉菌門（Planctomycetes）和疣微菌門（Verrucomicrobia）;兩個季節(jié)間的擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門和藍藻菌門（Cyanobacteria）豐度差異極顯著性（（P<0.01，下同）。在細菌綱水平，熱帶雨林旱季和雨季土壤細菌的優(yōu)勢菌綱為放線菌綱（Actinobacteria）、酸桿菌綱（Acidobacteria）、α-變形菌綱（Alphaproteobacteria）、浮霉菌綱（Planctomycetacia）和斯巴托菌綱（Spartobacteria）;兩個季節(jié)間的浮霉菌綱、鞘脂桿菌綱（Sphingobacteriia）、纖線桿菌綱（Ktedonobacteria）和放線菌綱豐度差異極顯著。冗余分析（RDA）表明pH和全鉀對土壤中細菌的貢獻度較高，解釋率分別為5.03%和4.28%。ANOSIM和Adonis分析顯示不同季節(jié)細菌多樣性差異不明顯，不同地點細菌多樣性差異明顯。KEGG通路顯示吊羅山樣本中的細菌功能豐度較其他4個樣點少?！窘Y(jié)論】海南熱帶雨林土壤細菌在不同地理位置（取樣點）的多樣性差異明顯，季節(jié)變換對土壤細菌的組成影響不明顯，pH和全鉀是土壤中細菌旱、雨季多樣性的重要環(huán)境因子。

關(guān)鍵詞： 土壤微生物;微生物多樣性;時空分布;熱帶雨林;海南

中圖分類號： S757? ? ? ? ? ? ? ? ? ? &nbsp; ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2022）03-0840-10

Study on soil bacterial composition and diversity of tropical rainforest in Hainan Island

DU Hao-nan LAN Guo-yu WU Zhi-xiang CHEN Wei YANG Chuan

（1Rubber Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan? 571101，China; 2School of Tropical Crops， Hainan University， Haikou， Hainan? 570228， China; 3Scientific

Observation and Experimental Station of Tropical Crops in Danzhou， Ministry of Agriculture and

Villages， Danzhou， Hainan? 571737，China）

Abstract：【Objective】To clarify the soil bacterial composition， diversity， spatio-temporal distribution， response to soil physical and chemical properties and functional structures in tropical rainforests of Hainan Island， so as to provide a theoretical basis for the management and protection of the tropical rainforests in Hainan. 【Method】Soil samples were collected from Diaoluoshan， Wuzhishan， Yinggeling， Bawangling and Jianfengling tropical rainforest reserves in Hainan. Thirteen samples were collected from each reserve in both the dry and wet seasons， producing a total of 130 samples. The composition and diversity of bacteria in soil microorganisms were analyzed with a high-throughput sequencing technique and the function of soil bacteria was predicted and analyzed by PICRUSt2 software. 【Result】Operational taxonomic unit （OTU） classification statistics show that the number of bacterial OTU in the dry season is 10958 and that in rainy season this increases to 11533. There was no significant difference between the two seasons （P>0.05）. At the level of bacteria phylum， the dominant flora of soil bacteria in tropical rain forest in dry season and rainy season were Proteobacteria， Acidobacteria， Actinobacteria， Planctomycetes and Verrucomicrobia. The abundance of Bacteroidetes， Actinobacteria and Cyanobacteria in two seasons showed significant differences（P<0.01，the same below）. At the level of bacterial class， the dominant classes in the dry and rainy seasons were Actinomycetia， Acidobacteriia， Alphaproteobacteria，Planctomycetia and Spartobacteria. There were significant differences among the classes Planctomyceteria， Sphingobacteriia， Ktedonobacteria and Actinomycetia. Redundancy analysis （RDA） showed that pH and total potassium （TK） affected the soil bacterial composition substantially， with explanation rates of 5.03% and 4.28% respectively. ANOSIM and Adonis analysis showed that there was no significant difference in bacterial diversity in the different seasons， but significant difference in bacterial diversity in different places. KEGG pathway showed that the bacterial functional abundance in the Diaoluoshan samples was less than that from the other four reserves. 【Conclusion】The diversity of soil bacteria in Hainan tropical rainforests is significantly different in different geographical locations （sampling sites）， whereas the seasonal change does not affect the composition of soil bacteria significantly. Soil pH and total potassium （TK） content have important effects on the soil bacterial diversity in the dry and rainy seasons.

Key words： soil microbial; microbial flora; space-time distribution; tropical rainforest; Hainan

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （31770661）; Special Project for the Construction of Modern Agricultural Industrial Technology System （CARS-33-ZP3）; Hainan Provincial Key Research and Development Plan Social Development Direction Project （ZDYF2019145）; Hainan Natural Science Foundation （High-level Talent Program） （320RC733）

0 引言

【研究意義】海南島位于我國最南邊，是我國第二大島嶼，屬熱帶季風(fēng)海洋性氣候，是國際生物多樣性研究的熱點地區(qū)之一。研究海南熱帶雨林的大多數(shù)學(xué)者認為，海南熱帶雨林是我國面積最大、最典型的熱帶雨林（朱華和周虹霞，2002），島內(nèi)最豐富的植物資源也在熱帶雨林植物群落類型中（劉明航等，2018）。土壤微生物可改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的保肥能力，對地表植物生長也有重要的促進作用（程文文等，2020）。土壤中微生物的總量和多樣性不僅是土壤肥力的重要指標(biāo)，也可為土壤類型、植被類型、土層深度、土地利用變化及林齡等研究提供參考（李君等，2016）;土壤微生物地理學(xué)研究土壤微生物多樣性、群落組成和功能屬性在時空尺度下的分布格局，其研究有助于理解微生物多樣性在地理層面上的維持機制和生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用（褚海燕等，2020）。熱帶雨林土壤細菌群落的多樣性在大尺度地理位置和不同季節(jié)是否發(fā)生顯著變化，以及如何影響尚不清楚。因此，開展海南熱帶雨林土壤細菌組成與多樣性研究，明確其土壤微生物的時空分布，可為橡膠林土地的管理、保護及后續(xù)的橡膠林根際微生物研究提供參考?！厩叭搜芯窟M展】在熱帶雨林的土壤微生物組成上，馬萍等（1997）對西雙版納橡膠、胡椒和咖啡根際土壤的放線菌區(qū)系進行研究，發(fā)現(xiàn)鏈霉菌的分離頻率最高，且分離頻率旱季高于雨季;王春香等（2010）對西雙版納地區(qū)熱帶雨林土壤微生物研究發(fā)現(xiàn)，酸桿菌門在根系和自然土壤中分布廣泛，在自然環(huán)境中有其特定的生態(tài)功能;Lan等（2017，2020a，2020b）對熱帶雨林土壤微生物群落進行了深入研究，結(jié)果表明擔(dān)子菌門和子囊菌門是西雙版納熱帶土壤微生物（真菌）中數(shù)量最多的門，熱帶雨林轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林后，土壤中細菌的多樣性會增加，但微生物總生物量有所下降。在影響熱帶雨林土壤微生物的環(huán)境因子中，對于地上植被部分的研究，吳溪玭（2015）在南亞熱帶5種人工林林下植物與土壤微生物群落變化研究中發(fā)現(xiàn)，影響土壤微生物群落組成的主要因子有林分類型、林分公頃斷面積、葉面積指數(shù)、平均葉傾角、透射系數(shù)。對于地下土壤的研究，楊帆（2016）在熱帶雨林轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林對土壤微生物的影響研究中發(fā)現(xiàn)，微生物分布差異受土壤理化性質(zhì)變化影響。時空分布對土壤微生物組成有顯著影響。空間分布在大尺度上，Liu等（2013）研究證實土壤性質(zhì)、氣候條件、地貌和土地利用等促使土壤微生物多樣性產(chǎn)生多重空間異質(zhì)性;Xue等（2018）對亞熱帶河流微生物群落構(gòu)成研究發(fā)現(xiàn)，微生物群落組成在中到大尺度數(shù)據(jù)分析時存在顯著差異，隨著地理距離的增加，微生物群落成分的相似性也有所下降?？臻g分布在小尺度上，王曉雯等（2016）通過對貴州地區(qū)葡萄園土壤微生物多樣性研究發(fā)現(xiàn)，0～5 cm土層土壤的細菌群落結(jié)構(gòu)與10～20 cm及20～40 cm土層土壤細菌群落結(jié)構(gòu)具有明顯差異。土壤微生物對時間的變化也具有明顯的尺度效應(yīng)，姚琦等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，海南紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物功能多樣性隨著時間尺度的變化而變化;譚雪蓮等（2019）對東莞城市森林土壤的研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物的組成與多樣性受季節(jié)變化的影響十分明顯，濕季土壤微生物雖然數(shù)量低于干季但多樣性和群落結(jié)構(gòu)更豐富;楊澤良等（2020）對玉米根際土壤微生物的研究發(fā)現(xiàn)，微生物多樣性從春到冬呈先增加后減小的變化趨勢。【本研究切入點】目前對海南地區(qū)土壤微生物多樣性的時空分布有部分研究，但多為對單一地區(qū)如儋州，單一樹種如橡膠林和紅樹林的土壤微生物研究，方法也多為傳統(tǒng)方法如稀釋平板分析法，傳統(tǒng)方法對微生物的培養(yǎng)困難，對微生物多樣性的研究也難以全面。運用最新的高通量測序技術(shù)，研究海南大尺度空間分布和季節(jié)變化對熱帶雨林土壤細菌組成與多樣性影響的研究鮮有報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過高通量測序技術(shù)對海南熱帶雨林土壤細菌組成與多樣性進行分析，探索季節(jié)變換和地理分布對土壤微生物的影響，明確關(guān)鍵的環(huán)境因子，并進行KEGG功能預(yù)測，為海南地區(qū)熱帶雨林土壤微生物和預(yù)測海南陸地生態(tài)系統(tǒng)微生物的群落演化等研究提供基本信息。

1 材料與方法

1. 1 取樣方法

選取海南五大熱帶雨林五指山、霸王嶺、尖峰嶺、吊羅山和鸚哥嶺樣地，具有典型性和代表性。每個樣地隨機選取一個點作為第1個樣本點采集土樣，然后在該點北、東南、西南3個方向各采集距離第1個樣本點0.1、1.0、10.0和 100.0 m左右4個點的土樣，每個樣點去除枯枝落葉層和表層5 cm的土壤，隨機采集5～20 cm土壤層土樣200 g，等量均勻混合為1個樣本，得到13份樣本，可用于生態(tài)位的研究，每份樣本可看作獨立樣本。熱帶雨林地區(qū)每年5月底—10月底為雨季，11月—次年4月初為旱季，4月是旱季和雨季的交互時段。選擇1月（旱季）和7月（雨季）作為采樣時間，有下雨天取雨后72 h晴天土樣，共5個樣地，總樣本130份。

1. 2 樣本分析和數(shù)據(jù)處理

1. 2. 1 土壤理化性質(zhì)測定 采用常規(guī)分析法（魯如坤，2020）測定土壤的理化性質(zhì)指標(biāo)。土壤水分采用重量法測量;土壤pH采用酸度計電位法測定（在1∶2.5的土水比溶液中）;有機質(zhì)含量采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化—容量法測定;硝態(tài)氮含量采用水蒸氣蒸餾法測定;銨態(tài)氮含量采用靛酚藍比色法測定;速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測定;速效鉀含量采用醋酸銨浸提—火焰光度計法測定;全氮含量采用納氏比色法測定;全磷含量采用鉬銻抗比色法測定;全鉀含量采用火焰光度計法測定。每份樣本各項指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1. 2. 2 高通量測序分析 土壤樣本由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進行高通量測序。采用引物515FmodF（5'-GTGYCAGCMGCCGCGGTAA-3'）和806RmodR（5'-GGACTACNVGGGTWTCTAAT-3'）進行PCR擴增。對獲得的原始序列進行優(yōu)化，在97%序列相似性基礎(chǔ)上將有效序列進行OTU聚類（全飛等，2020）。在OTU水平上計算土壤樣本的覆蓋度指數(shù)（Coverage）、序列分析得到的物種數(shù)（Sobs）、豐富度指數(shù)（Chao）和多樣性指數(shù)（Simpson和Shannon-wiener），在門水平上進行細菌群落組成組間差異檢驗分析，在門和綱水平上進行細菌群落組成分析，在門水平上進行細菌群落與土壤養(yǎng)分分析。

1. 2. 3 統(tǒng)計和生物信息學(xué)分析 采用RDP classifier貝根斯算法對97%相似水平的OTU代表序列進行分類學(xué)分析，群落豐富度用Chao和Ace指數(shù)估計土壤細菌群落中OTU數(shù)目，群落均勻度用Shannon和Simpson指數(shù)等計算土壤微生物群落的多樣性。運用R軟件中的Vegan軟件包對土壤微生物群落與環(huán)境因子進行冗余分析（RDA），同時應(yīng)用主軸鄰距法（Principal coordinates of neighbor matrices，PCNM）分解空間距離和環(huán)境等因素對土壤微生物群落構(gòu)建變量的貢獻率。不同地理位置對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響采用Adonis分析（即置換多因素方差分析或非參數(shù)多因素方差分析），利用距離矩陣對總方差進行分解，分析不同分組因素對樣本差異的解釋度，并使用置換檢驗對劃分的統(tǒng)計學(xué)意義進行顯著性分析。應(yīng)用PICRUSt2功能預(yù)測分析土壤細菌功能，利用KEGG數(shù)據(jù)庫進行序列功能分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 旱季和雨季海南熱帶雨林土壤細菌群落各分類單元的物種豐富度特征

對5個樣點130份土壤樣本的細菌序列數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果（表1）共獲得13294個OTU，其中雨季的細菌OTU數(shù)目比旱季多，但兩個季節(jié)的OTU數(shù)目差異不顯著（P>0.05，下同）。

2. 2 海南熱帶雨林不同季節(jié)土壤細菌群落結(jié)構(gòu)

由圖1-A可知，在細菌門水平上，熱帶雨林旱季和雨季土壤細菌的優(yōu)勢菌群為變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）、浮霉菌門（Planctomycetes）和疣微菌門（Verrucomicrobia）。其中，旱雨兩季擬桿菌門（Bacteroidetes）、放線菌門和藍藻菌門（Cyanobacteria）的豐度差異極顯著（P<0.01，下同），浮霉菌門和裝甲菌門（Armatimonadetes）的豐度差異顯著（P<0.05，下同）;浮霉菌門、擬桿菌門和藍藻菌門旱季豐度大于雨季，放線菌門和裝甲菌門雨季豐度大于旱季。

由圖1-B可知，在細菌綱水平上，優(yōu)勢菌綱為放線菌綱（Actinobacteria）、酸桿菌綱（Acidobacteria）、α-變形菌綱（Alphaproteobacteria）、浮霉菌綱（Planctomycetacia）和斯巴托菌綱（Spartobacteria）。其中，旱雨兩季放線菌綱、浮霉菌綱、鞘脂桿菌綱（Sphingobacteriia）和纖線桿菌綱（Ktedonobacteria）豐度差異極顯著，γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）和梭狀芽孢桿菌綱（Clostridia）豐度差異顯著。浮霉菌綱、纖線桿菌綱和鞘脂桿菌綱旱季豐度大于雨季，放線菌綱、γ-變形菌綱和梭狀芽孢桿菌綱雨季豐度大于旱季。

2. 3 海南熱帶雨林土壤微生物α多樣性評估結(jié)果

由圖2可知，海南熱帶雨林土壤微生物Shannon指數(shù)和Ace指數(shù)旱雨季間無顯著差異。由圖3可知，在不同地區(qū)，土壤微生物Shannon指數(shù)除霸王嶺與尖峰嶺間無顯著差異，ACE指數(shù)除吊羅山與霸王嶺、尖峰嶺與五指山、鸚哥嶺與霸王嶺間無顯著差異外，其余地區(qū)間差異顯著。

2. 4 熱帶雨林不同取樣位置的土壤細菌群落結(jié)構(gòu)相似性分析結(jié)果

對旱雨兩季和不同地點的土壤微生物進行樣本分組比較分析。由圖4-A可知，土壤細菌旱雨季組間距離與組內(nèi)距離無明顯差異;旱雨季分組對土壤細菌的群落結(jié)構(gòu)影響不明顯，土壤細菌旱雨季組成相似。由圖4-B和圖4-C可知，細菌在同一季節(jié)不同地點的組內(nèi)距離明顯大于組間距離，即不同地點對土壤細菌組成的影響較大。

2. 5 熱帶雨林土壤微生物多樣性的影響因素分析結(jié)果

對熱帶雨林土壤中的細菌進行RDA分析，研究土壤理化指標(biāo)與樣本、微生物群落間的關(guān)系。將測得的海南熱帶雨林樣地土壤理化指標(biāo)（表2）作為環(huán)境因子與樣本群落進行關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果（圖5）顯示，pH和全鉀（TK）對土壤中細菌的貢獻度較高。旱、雨季樣地土壤細菌RDA解釋度見表3。

由圖6可知，在細菌門水平上，酸桿菌門與pH、全鉀和溫度呈極顯著負相關(guān)，與全磷和降雨量呈極顯著正相關(guān);放線菌門與pH呈極顯著負相關(guān)，與全氮、硝態(tài)氮和速效鉀呈極顯著正相關(guān)，與銨態(tài)氮呈顯著正相關(guān);擬桿菌門與有機質(zhì)、速效磷、降雨量、土壤水、硝態(tài)氮和全氮呈極顯著負相關(guān)，與pH和全鉀呈極顯著正相關(guān);綠彎菌門（Chloroflexi）與土壤水、硝態(tài)氮、有機質(zhì)和全氮呈極顯著負相關(guān)，與pH和全鉀呈極顯著正相關(guān);厚壁菌門（Firmicutes）與土壤水、有機質(zhì)和全磷呈極顯著負相關(guān)，與全鉀呈極顯著正相關(guān);芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）與有機質(zhì)呈顯著負相關(guān)，與銨態(tài)氮和速效鉀呈極顯著負相關(guān)，與硝態(tài)氮呈顯著正相關(guān)，與速效磷呈極顯著正相關(guān);硝化螺旋菌門（Nitrospirae）與土壤水和全氮呈顯著負相關(guān)，與pH、全鉀和溫度呈極顯著正相關(guān)，與降雨量和硝態(tài)氮呈極顯著負相關(guān);浮霉菌門與有機質(zhì)和硝態(tài)氮呈顯著負相關(guān)，與速效磷呈極顯著負相關(guān);疣微菌門（Verrucomicrobia）與硝態(tài)氮呈顯著負相關(guān)，與速效磷呈極顯著負相關(guān)，與速效鉀呈極顯著正相關(guān)。

2. 6 熱帶雨林細菌功能預(yù)測結(jié)果

KEGG通路包括各種代謝通路、合成通路、膜轉(zhuǎn)運、信號傳遞、細胞周期以及疾病相關(guān)通路等，還可揭示各種化學(xué)分子、酶及酶促反應(yīng)等相關(guān)信息。通過對不同季節(jié)、不同樣地?zé)釒в炅滞寥兰毦郝銴EGG KO進行豐度組成分析，篩選總豐度前20的KO，發(fā)現(xiàn)在細菌基因富集的功能中，有大量序列與RNA聚合酶σ-70因子、ECF亞家族（K03088）、3-氧?；?[?；d體蛋白]還原酶[EC：1.1.1.100]（K00059）、ABC-2型轉(zhuǎn)運系統(tǒng)ATP結(jié)合蛋白（K01990）、ABC-2型轉(zhuǎn)運系統(tǒng)通透酶蛋白（K01992）及可能的ABC轉(zhuǎn)運系統(tǒng)通透酶蛋白（K02004）相關(guān)（圖7和表4），說明海南地區(qū)熱帶雨林土壤細菌主要有促進物質(zhì)擴散作用、水解ATP釋放能量推動分子的膜轉(zhuǎn)運、多不飽和脂肪酸等脂肪酸的生物合成等功能。

與物種組成相比，所有土壤細菌樣本的KEGG功能組成較相似。無論是旱季、雨季還是不同地理位置，均未發(fā)現(xiàn)較大變化，其中吊羅山樣本中的細菌功能豐度較其他4個樣點少。

3 討論

3. 1 季節(jié)和地理位置變化對土壤中細菌的影響

熱帶雨林的土壤細菌在組成上，變形菌門和酸桿菌門是相對豐度最高的細菌門類，與Lan等（2020a，2020b）的研究結(jié)果一致。酸桿菌門是土壤中的重要微生物，占土壤類群的比例為5%～46%，其主要的作用是利用多種復(fù)雜的碳底物，促進土壤中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動（王春香等，2010）。在細菌豐度前5的菌門中，放線菌門和浮霉菌門在旱季和雨季具有顯著或極顯著差異。本研究結(jié)果顯示，放線菌門的豐度雨季大于旱季，其與土壤pH呈極顯著負相關(guān)，海南不同地區(qū)的土壤pH旱季普遍高于雨季，是放線菌門豐度旱季小于雨季的原因之一;浮霉菌門則相反，其豐度旱季大于雨季，浮霉菌門與速效磷呈極顯著負相關(guān)，海南不同地區(qū)的土壤速效磷旱季普遍低于雨季，是浮霉菌門豐度旱季大于雨季的原因之一。

本研究結(jié)果顯示，水分在旱、雨季環(huán)境RDA分析中的解釋率為1.13%，說明水分對于旱季和雨季的細菌多樣性差異影響不明顯，推測原因，一是在雨季時較多的水分使土壤中的含氧量下降，供氧不足降低了土壤細菌分解有機物的速度（Stres et al.，2008），二是旱季時土壤中較少的水分減少了土壤中可溶性基質(zhì)的擴散，降低了微生物的移動性和活性（Schj?nning et al.，2003）。Lan等（2018）研究表明，土壤微生物群落對季節(jié)變化非常敏感，橡膠林土壤細菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性隨季節(jié)變化很大。本研究結(jié)果與前人結(jié)果存在差異，推測是因為Lan等（2018）在研究中加入了旱雨交替期的微生物，旱雨交替期的土壤水分較適宜，有利于土壤細菌的生長，導(dǎo)致細菌結(jié)構(gòu)在季節(jié)交替時更為敏感，旱雨交替季土壤樣品的多樣性最高，與旱雨兩季有明顯的差異。同時，本研究也發(fā)現(xiàn)，細菌在不同的地理位置（取樣點）微生物的多樣性差異明顯，可能是因為不同地理位置的土壤理化性質(zhì)不同所致。有研究表明，在小尺度下，土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)受土壤理化性質(zhì)的影響較大，不同地點的土壤理化性質(zhì)不同，不同環(huán)境因子在土壤微生物的組成與群落結(jié)構(gòu)中起到協(xié)作或拮抗作用，而最終土壤微生物的組成受到環(huán)境因子的整體影響，從而表現(xiàn)出土壤微生物多樣性對不同地理位置的響應(yīng)（李永恒等，2020）。

3. 2 不同土壤理化性質(zhì)對土壤中微生物的影響

土壤的理化性質(zhì)對土壤微生物的組成與多樣性存在顯著影響。對土壤細菌群落最明顯的環(huán)境影響因素之一是土壤基質(zhì)本身的化學(xué)和物理性質(zhì)（Fierer and Jackson，2006;黃萍等，2020）。土壤因素已被證實對區(qū)域和大陸尺度的微生物群落組成有較大影響（Lauber et al.，2008）。本研究發(fā)現(xiàn)，pH和全鉀對土壤中細菌的貢獻度較高，分別為5.03%和4.28%。pH和全鉀與土壤細菌豐度前10的較多菌門呈正相關(guān)，土壤pH與綠彎菌門、硝化螺旋菌門和擬桿菌門均呈極顯著正相關(guān)，土壤全鉀與酸桿菌門、厚壁菌門、硝化螺旋菌門和擬桿菌門呈極顯著正相關(guān)。Lan等（2020a）研究表明，土壤pH是影響區(qū)域范圍內(nèi)土壤微生物多樣性的最重要因素之一，本研究結(jié)果與前人研究結(jié)論一致。原因是土壤的pH可改變土壤中的微環(huán)境，對土壤微生物的組成具有刺激作用（姚斌等，2011;彭玉嬌等，2021），同時，pH可改變細胞的膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、膜通透性及吸收營養(yǎng)的能力，使細胞膜和細胞中大分子的電荷發(fā)生改變（陳燕飛，2009）。有研究表明，土壤中微生物分泌的有機酸可活化土壤中的無效鉀，促進土壤中礦物鉀的溶解（張亮，2013），而鉀是植物必須營養(yǎng)元素，增加土壤中的營養(yǎng)成分，健康生長的植物的根際對土壤細菌有促進作用，可改變植物根際的微生態(tài)環(huán)境和土壤結(jié)構(gòu)，影響植物生長狀況，也對其根際細菌的群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響，同時也為一些根際微生物提供營養(yǎng)（劉殿鋒，2011）。

4 結(jié)論

海南熱帶雨林的土壤細菌中變形菌門和酸桿菌門是相對豐度最高的細菌類群，在豐度前5的細菌門類中，季節(jié)變換對放線菌門和浮霉菌門具有顯著或極顯著影響。在海南熱帶雨林不同的地理位置（取樣點），土壤微生物的多樣性差異明顯。土壤pH和全鉀對海南熱帶雨林土壤中細菌的貢獻度較高。通過海南地區(qū)熱帶保護區(qū)科學(xué)的森林管理可對土壤中微生物的組成與多樣性產(chǎn)生較大影響，促進雨林的養(yǎng)分與物質(zhì)轉(zhuǎn)化，為雨林植物的生長提供更好的條件。

參考文獻：

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（責(zé)任編輯 麻小燕）