浙江鳳陽(yáng)山不同海拔常綠闊葉林土壤微生物特征

何 柳，曹敏敏，魯建兵，鄭 翔，劉勝龍，姜 姜

（1. 南京林業(yè)大學(xué) 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 江蘇省水土保持與生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210037；2. 鳳陽(yáng)山-百山祖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)鳳陽(yáng)山管理處，浙江 龍泉 323700）

土壤微生物參與森林生態(tài)系統(tǒng)中很多生態(tài)過(guò)程[1]。土壤細(xì)菌群落是土壤養(yǎng)分循環(huán)的參與者，在有機(jī)質(zhì)的礦化、無(wú)機(jī)元素的轉(zhuǎn)化以及土壤碳氮的積累等過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[2?5]；土壤真菌通過(guò)產(chǎn)生多種胞外酶，可以有效分解各類(lèi)有機(jī)質(zhì)，將死去的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物量、二氧化碳和有機(jī)酸，從而調(diào)節(jié)碳和養(yǎng)分的平衡[6?8]。

氣候變暖以及氮沉降對(duì)土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)、多樣性和豐富度有顯著影響[9]。山地海拔梯度作為模擬氣候變化的有效方法[10]，其特點(diǎn)是在較短的地理距離上發(fā)生巨大的生物與非生物變化[11]，例如溫度和濕度等氣候要素[1]，因此，海拔梯度可以探究土壤微生物群落對(duì)氣候變化的響應(yīng)[12]。研究表明：土壤微生物多樣性隨海拔的變化有多種模式，包括下降、增加、中海拔峰值和極端海拔峰值等[13?15]。這是由于影響微生物群落變化的因子多種多樣。LOOBY等[13]在土壤微生物與海拔關(guān)系的研究綜述中闡明：氣候和土壤(尤其是pH)是驅(qū)動(dòng)土壤微生物群落變化的主要機(jī)制。在對(duì)亞熱帶高山區(qū)域的研究中，趙盼盼等[16]研究表明：溫度與可溶性有機(jī)氮(DON)對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化起主導(dǎo)作用；孟苗婧等[17]發(fā)現(xiàn)：土壤理化因子是海拔梯度上土壤微生物群落產(chǎn)生差異的主導(dǎo)因子。此外，植物群落對(duì)土壤特性有重要影響，從而改變土壤微生物的海拔分布[18]。因此，氣候因素、土壤理化性質(zhì)和植物群落均影響土壤微生物多樣性和群落組成[19]。

目前，亞熱帶土壤微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)海拔梯度響應(yīng)的研究，主要針對(duì)細(xì)菌、真菌等大類(lèi)的變化，而對(duì)不同分類(lèi)水平下具體類(lèi)群的關(guān)注相對(duì)較少。例如，在福建省戴云山自然保護(hù)區(qū)的研究表明：黃山松Pinus taiwanensis林土壤細(xì)菌/真菌比隨海拔升高顯著下降[16]；對(duì)武夷山主要植被類(lèi)型土壤的研究表明：真菌數(shù)量隨海拔升高而降低[20]。針對(duì)浙江鳳陽(yáng)山針闊混交林，孟苗婧等[17]利用磷脂脂肪酸法發(fā)現(xiàn)革蘭氏陰性細(xì)菌豐度隨海拔升高而增大，并且這種變化與土壤理化性質(zhì)有關(guān)。這些大類(lèi)群的變化并不能很好地表征土壤細(xì)菌和真菌在門(mén)水平乃至屬水平的變化特征，因此，本研究通過(guò)高通量測(cè)序，探索鳳陽(yáng)山常綠闊葉林土壤微生物群落在不同海拔梯度下的變化規(guī)律，以增加對(duì)土壤微生物群落組成和多樣性的了解。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于浙江省麗水市龍泉市鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū) (27°46′ ～27°58′N(xiāo)，119°06′ ～119°15′E)，面積約1.52萬(wàn)hm2，屬中亞熱帶溫暖濕潤(rùn)氣候區(qū)。保護(hù)區(qū)年降水量為2 400 mm，年蒸發(fā)量為1 100 mm，年平均氣溫為12.3 ℃。主要天然植被為常綠闊葉林與針葉林，常綠闊葉林的優(yōu)勢(shì)屬為木荷屬Schima、潤(rùn)楠屬M(fèi)achilus、石櫟屬Lithocarpus、栲屬Castanopsis、青岡屬Cyclobalanopsis。土壤類(lèi)型以紅壤、黃壤為主，800 m以下為紅壤，800 m以上為黃壤[17,21?22]。

1.2 土壤樣品采集

選取4個(gè)不同海拔梯度下坡度、坡向、地上植被特征基本一致的常綠闊葉林地。海拔選擇以土壤類(lèi)型分界和鳳陽(yáng)山常綠闊葉林海拔分布范圍為依據(jù)，分別為低海拔343 m (EG1)、中海拔765 m (EG2)、高海拔1 364 m (EG3)、高海拔1 611 m (EG4)。不同海拔的林分主要樹(shù)種及郁閉度見(jiàn)表1。去除表面凋落物后，在每個(gè)海拔內(nèi)設(shè)立10 m×10 m的樣地3個(gè)，間隔10 m以上，在每個(gè)樣地內(nèi)沿對(duì)角線采集混合土壤樣品，用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定(表2)。考慮到土壤微生物異質(zhì)性可能更強(qiáng)，在相同區(qū)域內(nèi)按5 m×5 m，間隔10 m采集4個(gè)混合土樣，?80 ℃冰箱保存，用于土壤微生物的高通量測(cè)序分析。由于本研究沒(méi)有直接在研究地內(nèi)監(jiān)測(cè)溫度，故采用鳳陽(yáng)山森林生態(tài)長(zhǎng)期定位站設(shè)置的不同海拔梯度(241、600、900、1 364 m)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到。年平均氣溫(y)隨海拔(x)變化關(guān)系為y=?0.006 3x+21.592 (R2=0.994 2)。擬合得出4個(gè)海拔(EG1、EG2、EG3、EG4)的年平均氣溫分別為19.43、16.77、13.15、11.44 ℃。

表1 不同海拔林分特征Table 1 General Situation of the trees at different altitudes

表2 不同海拔土壤理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of soil at different altitudes

1.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

pH采用電位法(水土比為2.5∶1.0)通過(guò)pH計(jì)測(cè)定；土壤濕度采用環(huán)刀法測(cè)定；土壤總碳、全氮采用德國(guó)Element公司的元素分析儀測(cè)定(動(dòng)態(tài)燃燒法)；土壤全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法，通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)定；土壤全鉀采用氫氧化鈉熔融，火焰光度計(jì)測(cè)定[23]。

1.4 DNA提取與高通量測(cè)序

采用土壤DNA試劑盒(試劑盒名稱(chēng)為MagPure Soil DNA KF Kit)，從0.25 g土壤樣品中提取DNA，利用瓊脂糖凝膠電泳和NanoDrop 2000檢測(cè)DNA濃度。以基因組DNA為模板，根據(jù)測(cè)序區(qū)域的選擇，使用帶 barcode 的特異引物，Takara公司的TksGflex DNA Polymerase進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)。細(xì)菌16SrDNAV3-V4 擴(kuò)增引物為 343F-5′-TACGGRAGGCAGCAG-3′和 798R-5′- AGGGTATCTAATCCT-3′，真菌 ITS 擴(kuò)增引物為 ITS1F-5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′和 ITS2-5′- GCTGCGTTCTTCATCGA TGC-3′。測(cè)序委托中國(guó)上海歐易生物醫(yī)學(xué)科技有限公司Illumina MiSeq平臺(tái)進(jìn)行。將獲得的原始序列用一系列軟件Trimmonatic[24]、Flash[25]和QIIME中的split_libraries[26]處理，得到優(yōu)化序列，并使用UCHIME軟件[27]去除嵌合體；利用Vsearch軟件[28]，生成操作分類(lèi)單元(OTUs)，細(xì)菌、真菌相似度均為97%。

1.5 數(shù)據(jù)分析

首先，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)，結(jié)果均符合正態(tài)分布。對(duì)于土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性指數(shù)的數(shù)據(jù)，使用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，確定不同海拔下土壤理化性質(zhì)和土壤微生物多樣性的差異(LSD最小顯著差異法，顯著性水平為P＜0.05)，其中土壤微生物覆蓋度(goods_coverage，Cdepth)指數(shù)表示測(cè)序的深度。其計(jì)算方法為：Cdepth=1?n1/N，其中：n1為只含有1條序列的 OTU 數(shù)目；N為抽樣中出現(xiàn)的總的序列數(shù)；對(duì)于門(mén)和屬水平上各類(lèi)群相對(duì)豐度的數(shù)據(jù)，利用Pearson相關(guān)分析來(lái)確定海拔與門(mén)和屬水平上微生物群落的相關(guān)性；對(duì)于界、門(mén)、綱、目、科、屬、種水平上土壤微生物相對(duì)豐度的數(shù)據(jù)，利用組間群落差異[LDA Effect Size(LefSe)]分析 (LefSe：http：//huttenhower.sph.harvard.edu/lefse/。設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)：LDA大于2，P＜0.05)來(lái)研究不同海拔梯度下土壤微生物群落的差異類(lèi)群[29]，對(duì)于OTU水平上土壤微生物序列數(shù)的數(shù)據(jù)，使用Canoco 5.0進(jìn)行主坐標(biāo)分析(PCoA)。由于微生物和土壤理化性質(zhì)樣品數(shù)量不一致，無(wú)法一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，故通過(guò)Bootstrap重采樣方法，將每個(gè)海拔土壤微生物(n=4)與土壤理化性質(zhì)(n=3)進(jìn)行兩兩組合(12種可能)，從12種可能中隨機(jī)抽取3個(gè)作為重復(fù)(n=3)，4個(gè)海拔共采集12個(gè)樣品；重采樣通過(guò)Matlab進(jìn)行1 000次，每1次都計(jì)算土壤微生物與土壤理化性質(zhì)的Pearson相關(guān)系數(shù)，得到相關(guān)系數(shù)的頻率分布，最終計(jì)算得到平均相關(guān)系數(shù)。對(duì)照Pearson相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表中0.05顯著性水平下相關(guān)系數(shù)的臨界值，采用雙側(cè)檢驗(yàn)判斷顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔土壤微生物OTU數(shù)量

由圖1A可知：細(xì)菌群落的OTU總數(shù)為8 408個(gè)，共享OTU數(shù) 2 828個(gè)。其中343、765、1 364、1 611 m特有OTU個(gè)數(shù)分別占到細(xì)菌OTU總數(shù)的7.67%、5.00%、6.24%、6.89%。兩兩比較中，中低海拔即343與765 m共有OTU數(shù)最多，為4 593個(gè)。海拔變化同樣引起土壤真菌群落OTU數(shù)量變化。如圖1B所示：檢測(cè)出的真菌群落OTU總數(shù)少于細(xì)菌群落，為3 985個(gè)。不同海拔真菌群落共有的OTU占到真菌群落總數(shù)的4.19%。無(wú)論是細(xì)菌群落或真菌群落，中低海拔OTU數(shù)均高于高海拔；兩兩比較中，343與765 m共有的OTU數(shù)最多。這一結(jié)果表明343與765 m樣地OTU組成相似。

圖1 不同海拔土壤細(xì)菌(A)和真菌(B)群落維恩圖Figure 1 Venn diagram showing the unique and shared OTUs at different elevations in bacterial (A) and fungal (B) communities

2.2 不同海拔常綠闊葉林土壤微生物多樣性

Chao 1指數(shù)與Shannon指數(shù)分別反映了微生物群落的豐富度與多樣性。細(xì)菌群落的多樣性分析發(fā)現(xiàn)：中低海拔Chao 1指數(shù)顯著高于高海拔1 364與1 611 m，呈現(xiàn)出沿海拔增高逐漸減小的趨勢(shì)(P＜0.05)(表3)。Shannon指數(shù)在343 m處最高，顯著高于765 m處(P＜0.05)。真菌群落的多樣性結(jié)果顯示：高海拔Chao 1指數(shù)顯著低于中低海拔(P＜0.05)，Shannon指數(shù)在343 m處最低，且顯著低于765與1 364 m處(P＜0.05)。細(xì)菌群落與真菌群落覆蓋度指數(shù)均在0.97以上，且中低海拔呈現(xiàn)較低的水平(P＜0.05)，這說(shuō)明測(cè)序結(jié)果可靠。

表3 不同海拔土壤微生物群落多樣性Table 3 Soil bacterial diversity indices at different altitudes

2.3 不同海拔常綠闊葉林土壤微生物群落分布特征

2.3.1 土壤微生物門(mén)水平上的群落組成 通過(guò)測(cè)序發(fā)現(xiàn)，4個(gè)海拔土壤細(xì)菌群落共檢測(cè)出33個(gè)門(mén)。圖2A為門(mén)水平上相對(duì)豐度前10位的細(xì)菌群落。分析顯示：鳳陽(yáng)山常綠闊葉林優(yōu)勢(shì)菌群為酸桿菌門(mén)Acidobacteria、變形菌門(mén)Proteobacteria和放線菌門(mén)Actinobacteria。其中，酸桿菌門(mén)相對(duì)豐度高達(dá)43.77% ～51.55%，是豐度最高的類(lèi)群，其次是變形菌門(mén)(31.18% ～35.77%)、放線菌門(mén)(5.24% ～7.99%)。Pearson相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：芽單胞菌門(mén)Gemmatimonadetes、硝化螺旋菌門(mén)Nitrospirae、疣微菌門(mén)Verrucomicrobia與海拔呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.01)，厚壁菌門(mén)Firmicutes與海拔呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)(表4)。

圖2 不同海拔門(mén)水平上土壤細(xì)菌(A)和真菌(B)群落相對(duì)豐度Figure 2 Relative abundance of bacteria (A) and fungi (B) phylum at different altitudes

表4 海拔與微生物門(mén)Pearson相關(guān)性系數(shù)Table 4 Pearson correlation coefficient between altitude and soil bacterial phylum

圖2B顯示了所有鑒定出的已分類(lèi)的門(mén)水平上的真菌群落。大部分類(lèi)群隸屬擔(dān)子菌門(mén)Basidiomycota(33.16% ～67.35%)與子囊菌門(mén)Ascomycota (22.98% ～46.78%)。343 m處擔(dān)子菌門(mén)最為豐富，相對(duì)豐度高達(dá)65.07%。子囊菌門(mén)是中高海拔相對(duì)豐度最高的真菌類(lèi)群。除上述優(yōu)勢(shì)菌群，相對(duì)豐度高于1%的為343與1 611 m的接合菌門(mén)Zygomycota。

2.3.2 土壤微生物屬水平上的群落組成 細(xì)菌群落共檢測(cè)出708個(gè)屬。圖3A展示了相對(duì)豐度前15位的細(xì)菌屬，占21.61% ～24.52%。Candidatus_Solibacter相對(duì)豐度最高，在343、765、1 611 m 超過(guò)5%，Bryobacter在1 611 m最高，Acidibacter在各海拔相對(duì)豐度為2.25% ～3.01%。相關(guān)性分析(表5)顯示：Acidibacter、Gemmatimonas、Sphingomonas、MND1與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。

表5 海拔與微生物屬Pearson相關(guān)性系數(shù)Table 5 Pearson correlation coefficient between altitude and soil bacterial genus

真菌群落共檢測(cè)出384個(gè)屬。圖3B展示了相對(duì)豐度前15位的真菌屬。紅菇屬Russula在343 m檢出較多，相對(duì)豐度高達(dá)52.30%，中高海拔紅菇屬相對(duì)豐度均低于20%。Archeaorhizomyces相對(duì)豐度僅次于紅菇屬，在中高海拔大量存在。相關(guān)性分析(表5)顯示：紅菇屬與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)，被孢霉屬M(fèi)orlierella與海拔呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)。

圖3 不同海拔屬水平上土壤細(xì)菌(A)和真菌(B)群落相對(duì)豐度Figure 3 Relative abundance of bacteria (A) and fungi (B) genus at different altitudes

2.4 土壤微生物L(fēng)efSe分析

為進(jìn)一步了解不同海拔土壤微生物組成的差異性，對(duì)不同分類(lèi)水平上差異類(lèi)群進(jìn)行分析。除去未鑒定的物種，根據(jù)LefSe的結(jié)果顯示：土壤細(xì)菌群落共有15個(gè)差異類(lèi)群。其中1 364 m具有最多的差異類(lèi)群，包括厚壁菌門(mén)、 放線菌門(mén)、放線菌綱Actinobacteria、梭菌綱Clostridia、熱酸菌屬等類(lèi)群。765 m處存在5個(gè)差異類(lèi)群，包括細(xì)菌界Bacteria、Candidatus_Solibacter等類(lèi)群。δ-變形菌綱Deltaproteobacteria是1 611 m的差異類(lèi)群(圖4A)。

圖4 不同海拔土壤細(xì)菌(A)和真菌(B)群落LefSe分析Figure 4 LefSe analysis showing the significant differences at different bacteria (A) and fungi (B) taxonomic levels

土壤真菌群落共有23個(gè)差異類(lèi)群。343 m處具有最少的差異類(lèi)群，包括紅菇目Russulales、紅菇科Russulaceae、紅菇屬。765 m包括地舌菌綱Geoglossomyeetes、濕傘屬、大團(tuán)囊菌屬等差異類(lèi)群；1 364 m包括錘舌菌綱Leotiomyeetes、鵝膏菌屬、Xerocomus、絲膜菌屬等差異類(lèi)群。1 611 m包括接合菌門(mén)、被孢霉屬等差異類(lèi)群(圖4B)。

2.5 OTU水平上不同海拔微生物群落結(jié)構(gòu)

采用主坐標(biāo)分析(PCoA)法，基于杰卡德距離(binaryjaccard)算法，根據(jù)抽平后的OTU豐度分析不同海拔間微生物群落結(jié)構(gòu)差異性，以二維圖的形式呈現(xiàn)。由圖5A顯示：海拔引起了微生物群落的變化(P＜0.05)。在土壤細(xì)菌群落中，同一海拔高度內(nèi)樣本間的細(xì)菌群落組成相對(duì)接近。其次，中低海拔細(xì)菌群落高度相似位于第1主軸(PC1)的負(fù)軸上，高海拔細(xì)菌群落位于PC1正軸上。

圖5 不同海拔OTU水平上土壤細(xì)菌(A)和真菌(B)群落PCoA分析Figure 5 PCoA analysis showing the first two principal coordinates at different altitudes in bacterial (A) and fungal (B) communities

對(duì)土壤真菌群落的PCoA分析中顯示了與細(xì)菌群落基本一致的結(jié)果(圖5B)，343與765 m各樣本集中于PC1軸的負(fù)軸上，1 364與1 611 m各樣本集中于PC1正軸上，343與765 m真菌群落相似度高，高海拔與中低海拔微生物多樣性相似度低。

2.6 土壤理化性質(zhì)對(duì)土壤微生物的影響

將土壤理化性質(zhì)指標(biāo)與微生物多樣性、微生物群落結(jié)構(gòu)[各樣點(diǎn)在PC1、第2主軸(PC2)上的得分]進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果(表6)表明：Chao 1指數(shù)與溫度呈顯著正相關(guān)(細(xì)菌的相關(guān)系數(shù)為0.886，真菌的相關(guān)系數(shù)為0.603，P＜0.05)。微生物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，PC1軸與溫度相關(guān)性最強(qiáng)(細(xì)菌的相關(guān)系數(shù)為?0.944，真菌的相關(guān)系數(shù)為?0.939)，呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。同時(shí)，細(xì)菌、真菌群落的PC1軸也與土壤全磷、全鉀、pH顯著相關(guān)(P＜0.05)。

表6 土壤理化性質(zhì)與土壤微生物的Pearson相關(guān)性分析Table 6 Pearson correlation between soil physical and chemical properties and soil microorganism

3 討論

本研究通過(guò)高通量測(cè)序?qū)φ憬P陽(yáng)山不同海拔常綠闊葉林的細(xì)菌和真菌群落進(jìn)行調(diào)查和分析，以探究海拔對(duì)土壤微生物分布的影響。α多樣性分析結(jié)果顯示：海拔343 m細(xì)菌群落具有較高的豐富度指數(shù)，隨著海拔的上升，豐富度指數(shù)下降，高海拔地區(qū)細(xì)菌群落豐富度指數(shù)顯著低于低海拔地區(qū)，但多樣性指數(shù)在低海拔與高海拔間并無(wú)顯著差異。細(xì)菌群落的豐富度受海拔形成的地理梯度影響較大。SHEN等[30]在研究長(zhǎng)白山不同海拔凍原生態(tài)系統(tǒng)土壤細(xì)菌群落的多樣性格局時(shí)發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌群落豐富度隨海拔上升線性下降，安前東等[31]在西藏的研究也得出了一致的結(jié)果。海拔與年平均氣溫和年降水量高度相關(guān)，因此土壤細(xì)菌群落受氣候的影響大于受地球化學(xué)或土壤結(jié)構(gòu)因素的影響[32]。盡管如此，也不能排除其他因素對(duì)細(xì)菌豐富度的影響，比如土壤碳氮含量、pH等土壤理化因子可能是造成這種差異性格局的主要因素[30?31]。本研究中，溫度與豐富度指數(shù)相關(guān)性系數(shù)為0.886，是導(dǎo)致細(xì)菌群落豐富度沿海拔垂直分布的主要影響因子，而全磷、全鉀也與細(xì)菌豐富度指數(shù)有一定的聯(lián)系。此外，在部分研究中，并未發(fā)現(xiàn)細(xì)菌群落豐富度的垂直梯度模式。如賀婧等[33]發(fā)現(xiàn)：太白山與朱雀山北坡的土壤細(xì)菌群落Chao 1指數(shù)無(wú)明顯規(guī)律。與細(xì)菌群落不同的是，真菌群落豐富度指數(shù)雖然存在沿海拔上升而下降的趨勢(shì)，但只在1 611 m處顯著下降，因此真菌群落豐富度指數(shù)與溫度的相關(guān)性弱于細(xì)菌群落。目前，大部分研究集中于對(duì)土壤細(xì)菌群落的海拔格局研究，關(guān)于真菌群落的相關(guān)報(bào)道較少。WANG等[34]發(fā)現(xiàn)：土壤真菌豐富度與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)。李敏等[35]研究指出：真菌豐富度指數(shù)與多樣性指數(shù)在海拔1 500 m時(shí)較低，但在海拔1 800 m時(shí)較高，表明海拔對(duì)真菌多樣性格局的影響尚不明確。

除土壤微生物群落的多樣性格局，本研究還關(guān)注群落中特定類(lèi)群的變化。門(mén)水平上，細(xì)菌群落以酸桿菌門(mén)、變形菌門(mén)和放線菌門(mén)為主。這些類(lèi)群在植物多糖物質(zhì)降解過(guò)程中起到了關(guān)鍵性作用[36]。屬水平上，鳳陽(yáng)山常綠闊葉林的優(yōu)勢(shì)屬為Candidatus_Solibacter、Bryobacter、Acidibacter。其中，Candidatus_Solibacter與Bryobacter能夠有效地利用碳源，與有機(jī)質(zhì)相關(guān)[37]。在不同的分類(lèi)水平上，不同海拔細(xì)菌群落相對(duì)豐度存在顯著差異。LefSe分析顯示：細(xì)菌群落在1 364 m具有最多的差異類(lèi)群，343 m處不存在差異類(lèi)群。細(xì)菌群落某一特定類(lèi)群豐度并沒(méi)有在343 m顯著增加，但對(duì)于一些類(lèi)群，如硝化螺旋菌門(mén)、Acidibacter等，與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。這些個(gè)體類(lèi)群與海拔之間的關(guān)系可能有助于整體細(xì)菌群落的海拔格局的形成[30]。真菌群落的優(yōu)勢(shì)菌群為擔(dān)子菌門(mén)與子囊菌門(mén)。兩者在劉子涵等[38]、薛曉敏等[39]的研究中也具有較高的豐度，是全球范圍內(nèi)最主要的土壤真菌門(mén)[14]。作為腐生菌，擔(dān)子菌門(mén)和子囊菌門(mén)能夠有效地分解植物殘?bào)w[40]。根據(jù)LefSe的分析結(jié)果，雖然真菌群落比細(xì)菌群落具有更多差異類(lèi)群，但是差異類(lèi)群集中在分類(lèi)水平較低的科、屬上，且屬水平上的相關(guān)性分析顯示僅有2個(gè)屬呈現(xiàn)垂直梯度的變化，因此真菌群落組成差異較大但具體類(lèi)群沿海拔梯度垂直分布的特征不明顯。

PCoA分析表明：無(wú)論是細(xì)菌群落還是真菌群落，海拔變化引起了土壤微生物群落組成的變化。343與765 m群落結(jié)構(gòu)相似，且中低海拔與高海拔間存在明顯分界，這與鳳陽(yáng)山土壤類(lèi)型分界一致。厲桂香等[15]將其歸結(jié)為微生物群落具有海拔分異性。本研究結(jié)果表明：343與765 m處具有更多共享的OTU數(shù)目，從另一角度佐證了微生物群落的海拔分異性特征。細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)在PC1軸上與溫度相關(guān)性最強(qiáng)。由于海拔343 m處土壤理化性質(zhì)與其他海拔差異較大，當(dāng)去除343 m的數(shù)據(jù)進(jìn)一步做相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，PC1軸上，溫度的影響并沒(méi)有改變，但土壤理化性質(zhì)與PC1軸的相關(guān)性明顯減弱，土壤全磷、全鉀、濕度、pH不再與PC1軸顯著相關(guān)；PC2軸上，土壤理化性質(zhì)的影響進(jìn)一步增強(qiáng)，土壤全磷、全鉀、濕度從弱相關(guān)變?yōu)轱@著相關(guān)(去除343 m后，細(xì)菌群落全磷、全鉀、濕度與PC2軸相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值均高于0.710，真菌群落絕對(duì)值均高于0.678)。這說(shuō)明土壤微生物群落結(jié)構(gòu)在PC1軸上主要受到溫度的調(diào)控，而在PC2軸上由土壤理化性質(zhì)起主導(dǎo)作用。在增溫實(shí)驗(yàn)中，也同樣驗(yàn)證了溫度對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的重要性[41]。因此，溫度是影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化的主要因子，其次為土壤理化性質(zhì)。

4 結(jié)論

浙江鳳陽(yáng)山常綠闊葉林土壤微生物群落存在沿海拔梯度的變化規(guī)律，豐富度指數(shù)與相關(guān)性分析表明，細(xì)菌群落比真菌群落的垂直分布格局更明顯。盡管真菌群落OTU數(shù)量少于細(xì)菌群落，但真菌群落具有更多的差異類(lèi)群。此外，微生物的海拔效應(yīng)表明，溫度變化對(duì)土壤微生物群落空間結(jié)構(gòu)的形成起著重要作用。