赤水河流域典型植被類型的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與多樣性

肖 燁, 黃志剛, 李友鳳, 張于光, 王 密

(1.遵義師范學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院, 貴州 遵義 563006; 2.遵義師范學(xué)院 生物與農(nóng)業(yè)科技學(xué)院, 貴州 遵義 563006; 3.遵義師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院, 貴州 遵義 563006; 4.中國林業(yè)科學(xué)研究院 森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所 國家林業(yè)和草原局生物多樣性保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100091; 5.貴州習(xí)水中亞熱帶常綠闊葉林國家級自然保護(hù)區(qū)管理局, 貴州 習(xí)水 564600)

土壤微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，它通過分解各種有機(jī)殘體，在調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及碳代謝的主要驅(qū)動力[1]。由于土壤微生物對環(huán)境變化非常敏感，因此土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征可作為反映植被更新和演替過程中土壤質(zhì)量變化的關(guān)鍵指標(biāo)[2]。所以研究土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)特征對評估土壤養(yǎng)分狀況以及生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性都具有重要意義。研究表明，森林植被演變過程中不同植被凋落物和根系分泌物的理化性質(zhì)差異對微生物的生長具有選擇性刺激作用，是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能變化的重要因素[3]。土壤微生物的主要碳源來自于凋落物，不同質(zhì)量凋落物輸入與分解使土壤環(huán)境發(fā)生變化，從而導(dǎo)致微生物群落組成呈現(xiàn)顯著差異。植物根系分泌物中的多糖、有機(jī)酸、酚類和胞外酶等物質(zhì)對微生物具有促進(jìn)或抑制效應(yīng)，此外，不同植物根際土壤微生物碳氮的富集程度不同，對土壤營養(yǎng)庫的貢獻(xiàn)率也存在較大差異[4]。這些因素都會導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性發(fā)生變化。許多研究表明，植物種類是影響土壤微生物群落組成、多樣性、代謝功能以及生物量的重要驅(qū)動因子[5]。夏北威[6]研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物群落多樣性和植物群落類型之間存在正相關(guān)關(guān)系。Zhao等[7]對貴州喀斯特地區(qū)研究發(fā)現(xiàn)，不同植被類型導(dǎo)致土壤微生物群落微生物量差異顯著。因此，土壤微生物與地表植被類型密切相關(guān)。隨著新技術(shù)的發(fā)展，宏基因組學(xué)方法為更多地了解微生物的“黑匣子”開辟了新途徑。目前Illumina MiSeq高通量測序技術(shù)是土壤微生物群落研究廣泛采用的一種方法，在林業(yè)相關(guān)研究中如封育、海拔、植被等[8-10]對土壤微生物的影響研究等方面已經(jīng)取得重要進(jìn)展，但在生態(tài)環(huán)境脆弱的西南地區(qū)植物物種與微生物種屬相關(guān)研究中尚存在不足。

赤水河是長江上游最重要的支流之一，地處云貴高原與四川盆地邊緣的交界地帶，流域內(nèi)種質(zhì)資源豐富，是長江流域重要的生物寶庫。該流域?qū)僦衼啛釒Х秶?，上游為典型的喀斯特地貌，而中下游則為丹霞景觀，流經(jīng)地區(qū)是紅壤土層，碳酸巖面積約占65%，土壤貧瘠，生態(tài)環(huán)境脆弱。近年來，赤水河流域(貴州段)由于特殊的地質(zhì)地貌、氣候條件及人類活動的影響導(dǎo)致土壤侵蝕、水土流失嚴(yán)重、養(yǎng)分貧乏等生態(tài)環(huán)境惡化，致使生物多樣性喪失[11]。這些生態(tài)退化效應(yīng)會影響流域土壤微生物的群落組成，反之，土壤微生物的變化又會對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生影響。目前對于赤水河流域的研究主要集中在植被空間變異、面源污染和動物多樣性等，而從土壤微生物的角度探討赤水河流域特殊地質(zhì)背景下不同植被土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的研究鮮少報道。赤水河流域植物物種組成及多樣性的差異導(dǎo)致輸入的有機(jī)物的質(zhì)與量不同，此外，植物與土壤環(huán)境因子相互作用，共同影響流域內(nèi)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及功能。因此，本研究采用Illumina Miseq高通量測序分析流域內(nèi)典型植被類型土壤細(xì)菌和真菌群落多樣性差異及其影響因素，為赤水河流域生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)和管理提供理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州習(xí)水中亞熱帶常綠闊葉林國家級自然保護(hù)區(qū)三岔河管理站內(nèi)，該保護(hù)區(qū)地跨赤水河及其支流習(xí)水河2條水系，地處黔北邊緣的習(xí)水縣西北部(東經(jīng)105°50′—106°29′，北緯28°07′—28°34′)，屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)性氣候，年平均氣溫14.7℃，最冷與最熱月份分別為1月(平均氣溫4.3℃)和7月(平均氣溫24.9℃)。年降水量為900～1 300 mm，由于氣候條件適宜，保護(hù)區(qū)孕育和保存了豐富的動植物資源，形成了典型的山地植被帶。區(qū)內(nèi)出露巖層主要為紅砂巖，土壤以紫色土居多，其次為黃壤，黃棕壤最少。

1.2 樣地設(shè)置和樣品采集

在研究區(qū)內(nèi)選擇了灌叢、針闊混交林、常綠闊葉林、杉木林和竹林5種典型的植被類型(表1)。去除地表枯落物及石礫后，在每種植被類型設(shè)置3個10 m×10 m樣地，每個樣地中按照5點(diǎn)混合取樣法采集樣方內(nèi)0—15 cm表層根際土壤，共15個樣品。所有樣品裝袋后儲存在便攜式低溫冷凍箱中帶回實(shí)驗(yàn)室。將采集的樣品1分為二：一份經(jīng)自然風(fēng)干后研磨過2 mm篩用于土壤理化性質(zhì)的測定，一份置于-80℃下冷凍保存，用于土壤微生物多樣性檢測。

表1 研究區(qū)樣地基本概況

1.3 分析方法

土壤理化性質(zhì)測定：土壤含水量采用烘干法測定，土壤容重采用環(huán)刀法測定，土壤pH值按土∶水=1∶2.5稀釋振蕩后靜置30 min后采用雷磁pH計測定。土壤有機(jī)碳(TOC)采用K2Cr2O7-H2SO4外加熱法測定，土壤全氮(TN)和全磷(TP)分別采用全自動凱氏定氮儀和鉬銻抗比色法進(jìn)行分析[12]。

高通量測序：利用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù)對土壤細(xì)菌和真菌群落進(jìn)行分析。在制造商說明書的指導(dǎo)下，使用土壤DNA試劑盒(OMEGA Bio-Tek, Inc., Norcross, Georgia, USA)從0.5 g混合土壤中提取基因組DNA。用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA的提取質(zhì)量，用NanoDrop 2000測定DNA濃度和純度。細(xì)菌引物[13]序列使用338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)對16SrRN基因V3—V4區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增；使用ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′)和ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)對ITS1區(qū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增(PCR型號為ABI GeneAmp? 9700型)。每個樣本3個重復(fù)。建庫及測序工作委托中國上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司完成。采用fastp(version 0.20.0)軟件對原始測序序列進(jìn)行質(zhì)控，flash(version 1.2.7)軟件進(jìn)行拼接：使用uparse軟件(version 7.1)根據(jù)97%的相似度對序列進(jìn)行OTU聚類并剔除嵌合體獲得有效序列。通過RDP classifier(version 2.2)對每條序列進(jìn)行物種分類注釋。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，使用Mothur微生物軟件計算各微生物特征指標(biāo)，采用方差分析(ANOVA, IBM SPSS 18.0)比較土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性指數(shù)平均值之間的差異，Tukey檢驗(yàn)在p<0.05水平和95%置信水平上確定顯著性。利用R語言工具繪制各個樣品在門、屬水平上相對豐度大于1%的物種圖。用R語言(version 3.3.1)vegan軟件包進(jìn)行非度量多維度NMDS分析細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)差異，以及冗余分析(db-RDA)探討土壤環(huán)境因子對細(xì)菌和真菌群落的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤微生物樣品測序結(jié)果

通過雙末端測序(Paried-End)并優(yōu)化后，15個土樣共獲得900 012條有效序列(Effective Tags)，總堿基數(shù)37 444 534 bp，優(yōu)化序列長度主要集中在413～419 bp，平均堿基長度為416.04 bp。序列長度和數(shù)量是將序列匹配到數(shù)據(jù)庫從而產(chǎn)生基因注釋的關(guān)鍵，因此根據(jù)這些優(yōu)質(zhì)序列分析得到的物種多樣性其真實(shí)性具有重要的參考價值。15個土樣中的微生物歸屬于32門、88綱、201目、319科、560屬和1 164種，土壤微生物多樣性指數(shù)見表2。從表2可以看出，針闊混交林的細(xì)菌OTU數(shù)最多，高于其他植被類型；而杉木林真菌OTU數(shù)最多。微生物多樣性指數(shù)表明5種植被類型的細(xì)菌和真菌群落豐富度Chao1指數(shù)差異均不顯著，說明各植被類型細(xì)菌和真菌所觀測到的物種總數(shù)沒有差異。細(xì)菌多樣性Shannon指數(shù)表明，竹林細(xì)菌Shannon指數(shù)最低，與常綠闊葉林和杉木林差異不顯著，但顯著性低于灌叢和針闊混交林(p<0.05)，說明灌叢和針闊混交林細(xì)菌多樣性較高，竹林細(xì)菌多樣性最低。由真菌Shannon指數(shù)可知，針闊混交林、常綠闊葉林和竹林之間差異不顯著，但均顯著性低于灌叢和杉木林(p<0.05)，說明灌叢和杉木林真菌多樣性最高。整體而言，細(xì)菌的多樣性要高于真菌。

表2 赤水河流域5種典型植被土壤微生物多樣性指數(shù)(Chao 1和Shannon)

2.2 各植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成

2.2.1 土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)組成 5種植被土壤中門水平細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)見圖1，共得到11個細(xì)菌類群(不包括相對豐度<1%的類群)，優(yōu)勢種群結(jié)構(gòu)相似，但豐度存在差異。5種植被類型土壤中的優(yōu)勢細(xì)菌門(相對豐度>10%)主要有變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteriota)和酸桿菌門(Acidobacteriota)，此外，杉木林和竹林中還包括厚壁菌門(Firmicutes)。其中，在灌叢、針闊混交林和常綠闊葉林中以變形菌門(Proteobacteria)占絕對優(yōu)勢，其相對豐度分別為29.70%，31.94%，33.62%；而酸桿菌門(Acidobacteriota)在針闊混交林中位居其次(相對豐度為22.92%)，灌叢和常綠闊葉林則以放線菌門(Actinobacteriota)次之，其相對豐度分別為23.45%，26.68%。在杉木林和竹林中以放線菌門(Actinobacteriota)最為豐富，相對豐度占比分別為32.88%，29.88%，變形菌門(Proteobacteria)為二者土壤中次優(yōu)勢菌群，相對豐度分別為25.15%，25.85%。其余細(xì)菌門在各植被類型中占比均低于10%。

5種植被類型土壤中在細(xì)菌屬分類水平上共得到38個類群(不包括相對豐度小于1%的類群，圖1)，但優(yōu)勢種群結(jié)構(gòu)在各植被類型中較大差異。灌叢、常綠闊葉林和杉木林中以節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)占最大優(yōu)勢，其相對豐度分別為3.97%，8.00%，14.00%。針闊混交林以未定名的Vicinamibacterales(5.89%)最豐富，竹林以芽孢桿菌屬(Bacillus)相對豐度占比最高(10.44%)。

圖1 赤水河流域5種植被類型土壤細(xì)菌門和屬群落結(jié)構(gòu)組成

2.2.2 土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成 根據(jù)真菌門水平分布柱狀圖(圖2)，5種植被類型土壤中共得到7個真菌類群(不包括相對豐度<1%的類群)。子囊菌門(Ascomycota)在各植被類型土壤中為絕對優(yōu)勢菌群(相對豐度>49%)，其中在灌叢和杉木林中相對豐度值分別達(dá)到78.12%，73.87%，在針闊混交林、常綠闊葉林和竹林中相對豐度值相差不大，為49.18%～50.61%。其次，除了杉木林以球囊菌門(Mortierellomycota)相對豐度(11.45%)次之外，其余4種植被類型均以擔(dān)子菌門(Basidiomycota)次之，相對豐度為12.74%～43.74%。而其余真菌類群在各植被類型土壤中相對豐度值均低于10%。

在真菌屬水平柱狀圖上可以看出(圖2)，5種植被類型土壤中共得到65個真菌類群(不包括相對豐度<1%的類群)，其優(yōu)勢菌群差異顯著。在灌叢和常綠闊葉林中優(yōu)勢關(guān)鍵屬為子囊菌門(Ascomycota)未分類真菌屬(unclassified_p_Ascomycota)，相對豐度分別為13.14%，17.11%。杉木林以被孢霉屬(Mortierella)相對豐度最高(11.45%)，針闊混交林和竹林中以沙蜥屬(Saitozyma)相對豐度占比最高，分別為16.09%，10.16%。其余屬的比例均較低，同時具有未分類真菌屬存在。

圖2 赤水河流域5種植被類型土壤真菌在門和屬群落結(jié)構(gòu)組成

2.3 土壤微生物群落組成差異分析

非度量多維尺度(NMDS)分析表明，5種植被的土壤樣品在排序空間中形成了不同的聚類(圖3)。各土壤樣品分布的差異表明，土壤細(xì)菌和真菌群落受到植被類型的顯著影響。此外，常綠闊葉林和竹林的細(xì)菌群落聚類相似，其他3種植被類型之間細(xì)菌群落聚類不相似(圖3A)，說明不同植被之間細(xì)菌群落組成存在明顯差異。相比之下，5種植被類型土壤真菌群落分離趨勢更加明顯，差異顯著(圖3B)，說明真菌群落對不同生境更敏感。

圖3 NMDS顯示了細(xì)菌和真菌的微生物群落結(jié)構(gòu)

2.4 土壤環(huán)境因子對土壤微生物多樣性的影響

2.4.1 土壤環(huán)境因子分析 由表3可知，5種植被類型土壤中常綠闊葉林、杉木林和竹林的土壤含水量均顯著高于灌叢和針闊混交林(p<0.05)。pH值以灌叢最高，偏堿性(pH值=8.03)，其余4種植被類型均偏酸性，pH值范圍為5.19～5.66。容重以竹林最低，顯著性低于其他植被類型(p<0.05)。土壤養(yǎng)分中，竹林的TOC〔(25.14±4.36) g/kg〕、TN〔(2.62±0.58) g/kg〕和TP〔(0.64±0.06) g/kg〕含量均最高，顯著性高于其他植被類型(p<0.05)。各植被類型之間C/N差異不顯著。

表3 不同植被類型土壤理化性質(zhì)(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)

2.4.2 土壤環(huán)境因子與土壤微生物多樣性的相關(guān)性分析 如圖4A—B所示，前兩個軸(db-RDA1和db-RDA2)分別解釋了5個植被樣本細(xì)菌和真菌物種總方差的34.37%，25.87%。由圖4A可知，含水量、TN和TOC與第一排序軸(db-RDA1)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.702 5，0.381 7，0.296 9，主要對竹林和常綠闊葉林細(xì)菌群落多樣性的影響程度最大。TP與第二排序軸(db-RDA2)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.927 7，對杉木林的影響最高。而灌叢主要受pH值和容重的影響最大，針闊混交林主要受C/N的影響較大。

注：軸1和軸2的值是對應(yīng)軸可以解釋的百分比。圖4 基于距離的冗余分析(db-RDA)土壤環(huán)境因子與微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

總體而言，土壤環(huán)境因子中含水量(p=0.001)、pH值(p=0.001)和TN(p=0.046)對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)具有顯著性的影響。由圖4B可知，7個土壤理化指標(biāo)中，TOC(p=0.02)和TN(p=0.009)與第一排序軸成正相關(guān)，主要影響竹林真菌群落多性。而pH值(p=0.001)、容重(p=0.03)和TP(p=0.001)與第一排序軸均成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.995 9，-0.423 3，-0.103 7，這幾個指標(biāo)主要對灌叢真菌群落多樣性影響最大。其余理化指標(biāo)對真菌群落多樣性的影響不顯著(p>0.05)總體而言，土壤環(huán)境因子中pH值(p=0.001)、容重(p=0.030)、TOC(p=0.020)、TN(p=0.009)和TP(p=0.001)顯著影響真菌群落結(jié)構(gòu)。

3 討 論

3.1 赤水河流域不同植被類型土壤微生物群落多樣性差異

不同植被群落因其所處的土壤環(huán)境的異質(zhì)性從而導(dǎo)致土壤微生物多樣性存在一定差異。本研究發(fā)現(xiàn)不同植被類型土壤細(xì)菌多樣性有顯著差異，以針闊混交林細(xì)菌多樣性較高，竹林的最低，這說明細(xì)菌多樣性與植被種類有關(guān)。針闊混交林凋落物種類多，成分復(fù)雜，汪思龍等[14]研究表明混交林通過改善土壤環(huán)境，增加土壤微生物類群和酶活性，促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，因而有助于土壤微生物多樣性的增加。此外，在酸性土壤中(pH值<6.0)，土壤微生物的生長活性隨pH值的降低而下降[15]，竹林土壤pH值為5.66，不利于某些細(xì)菌類群的生長，因而造成細(xì)菌多樣性降低。也可能與竹林所處海拔最高有關(guān)，Nottingham等[9]研究表明土壤微生物多樣性會隨海拔升高而下降。真菌多樣性則以杉木林最高，這可能與其具有較高的C/N比(12.27)有關(guān)。Yao等[16]研究認(rèn)為C/N較高的土壤基質(zhì)中可能富含一些有利于某些真菌生長的物質(zhì)，如木質(zhì)素和多酚類等，因而具有較高的真菌多樣性。雖然研究中針闊混交林的C/N比(12.98)也較高，但其真菌多樣性卻較低，這可能是針葉樹根系所分泌的化感物質(zhì)降低了根區(qū)真菌的種類。

3.2 赤水河流域不同植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征

不同植被類型土壤細(xì)菌群落中既有相似種群，又具有各自獨(dú)特的優(yōu)勢菌群。本研究中5種植被類型土壤細(xì)菌在門水平上優(yōu)勢菌群主要有變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteriota)和酸桿菌門(Acidobacteria)，與大多數(shù)學(xué)者對不同來源土壤細(xì)菌多樣性的分析結(jié)果基本一致[8,10]。變形菌門(Proteobacteria)多為兼性或好氧細(xì)菌，分布廣泛且適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，在研究區(qū)各植被類型土壤中均有較高的豐度。放線菌對纖維素和木質(zhì)素具有很強(qiáng)的分解能力，其豐富的菌群有助于枯落物的快速分解，研究表明，纖維素分解菌的生物量和多樣性在有機(jī)碳含量較高的森林土壤中更高[17]，杉木林和竹林的土壤有機(jī)碳含量(分別為15.09，25.14 g/kg)均較高，因而其放線菌門(Actinobacteriota)較豐富。酸桿菌門(Acidobacteria)能夠降解植物纖維素和其他高分子聚合物，在環(huán)境中分布較廣。本研究發(fā)現(xiàn)相比于其他植被類型，酸桿菌門在針闊混交林中具有較高的豐度值(22.92%)，這可能是由于其具有最低的TN含量(1.02 g/kg)和較低的pH值(5.31)。Ramirez等[18]研究表明增加施氮量會降低酸桿菌的相對豐度。此外，酸桿菌門易于在酸性土壤中繁殖，Griffiths等[19]研究發(fā)現(xiàn)土壤中酸桿菌相對豐度與土壤pH值之間存在顯著性負(fù)相關(guān)關(guān)系。

本研究中各植被類型土壤真菌類群中子囊菌所占比重均較高，這與范雅倩等[20]的研究結(jié)果一致，這說明子囊菌門對不同土壤環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。子囊菌門(Ascomycota)偏好通氣較好的土壤條件，對于木質(zhì)素和角質(zhì)素等一些難以降解的有機(jī)質(zhì)具有很強(qiáng)的分解能力，是土壤中重要的真菌分解者，有利于土壤養(yǎng)分循環(huán)，提升土壤質(zhì)量。優(yōu)勢菌群擔(dān)子菌門(Basidiomycota)在各植被土壤中位居第二(杉木林除外)，該門真菌在養(yǎng)分循環(huán)中具有重要作用，主要降解木質(zhì)素且受植被類型的影響較大[21]。本研究中5種植被類型在細(xì)菌和真菌屬水平上優(yōu)勢菌群差異較大，表明屬水平菌群受植被類型的影響更大，對土壤環(huán)境更敏感。

3.3 土壤環(huán)境因子對不同植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

水分可以通過改變微生物代謝活性、細(xì)胞滲透性、土壤養(yǎng)分循環(huán)狀況、pH值等直接或間接影響土壤微生物群落組成，微生物尤其是細(xì)菌，在水勢相對較高的生境中具有更高的活性，但土壤含水量過高或過低均不利用細(xì)菌生長。本研究中水分對細(xì)菌多樣性有一定影響，但對真菌多樣性的影響不明顯。db-RDA分析結(jié)果表明，pH值對細(xì)菌和真菌群落均具有顯著影響。一些研究表明，土壤pH值不僅是影響細(xì)菌類群的主要因素[22]，還可通過改變植物群落結(jié)構(gòu)調(diào)控真菌群落結(jié)構(gòu)，已有研究表明真菌在酸性土壤(pH值=5.5)中生長得最好[23]。本研究除了灌叢外，其他植被類型土壤都呈酸性pH值為5.19～5.66，因此有利于真菌生長。碳、氮、磷作為土壤中的主要營養(yǎng)元素對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化具有重要的影響作用。本研究中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌群落受TN含量影響較大，這與費(fèi)裕翀等[24]的研究結(jié)果一致，他們在研究中發(fā)現(xiàn)外源氮輸入對土壤細(xì)菌群落的多樣性具有低促高抑的效應(yīng)，當(dāng)?shù)斎脒^高時，有利于某些專性細(xì)菌大量繁殖，導(dǎo)致細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性降低。此外，碳、氮、磷養(yǎng)分對土壤真菌群落的多樣性同樣具有較大的影響作用。土壤有機(jī)碳是土壤真菌賴以生存的碳源，能促進(jìn)真菌的生長繁殖。Yang等[25]對黃土高原地區(qū)的研究中也發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)碳是驅(qū)動真菌多樣性的重要因素。生態(tài)系統(tǒng)中真菌群落的分布與土壤氮含量密切相關(guān)，較高的氮素能促進(jìn)真菌生長和功能發(fā)揮[26]。此外，磷元素同樣是影響真菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性關(guān)鍵因子27]。因此，提高土壤養(yǎng)分有助于真菌的生長。與劉旻霞等[28]的研究結(jié)果一致，土壤容重也是影響真菌豐度的主要因素之一。

4 結(jié) 論

赤水河流域5種植被類型根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一定的差異性。除了常綠闊葉林和竹林的細(xì)菌群落聚類相似外，其他幾種植被類型細(xì)菌和真菌群落空間分布差異顯著。細(xì)菌多樣性以灌叢和針闊混交林較高，竹林最低，真菌多樣性以灌叢和杉木林最高。5種植被類型土壤細(xì)菌門均以變形菌門(Proteobacteria)、放線菌門(Actinobacteriota)和酸桿菌門(Acidobacteriota)為優(yōu)勢菌群，真菌門以子囊菌門(Ascomycota)最為豐富，物種相對豐度存在一定差異，而在屬分類水平上各植被類型土壤微生物優(yōu)勢種群結(jié)構(gòu)差異較大。土壤微生物群落受土壤環(huán)境因子的影響顯著，其中含水量、pH值和TN對土壤細(xì)菌群落有顯著的影響，真菌群落主要受pH值、容重、TOC、TN和TP的影響較大。相對于細(xì)菌而言，真菌對土壤環(huán)境因子更敏感。本文揭示了赤水河流域典型植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的差異，這可以用來指示不同植被類型土壤生態(tài)環(huán)境變化，從而為該保護(hù)區(qū)土壤恢復(fù)與管理提供參考依據(jù)。但是對于不同植被類型下凋落物的質(zhì)量、數(shù)量及分解速率與微生物的互作關(guān)系未能進(jìn)行探討，需進(jìn)一步詳細(xì)研究。