大狼毒入侵對香格里拉山地草甸土壤微生物特征的影響

摘要：大狼毒（Euphorbia jolkinii）是滇西北山地草甸廣泛分布的毒害草，其恣意擴(kuò)張對當(dāng)?shù)夭莸厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重影響。為探明大狼毒擴(kuò)張對滇西北退化山地草甸土壤微環(huán)境的影響，本研究根據(jù)大狼毒在退化草地群落中呈斑塊狀分布的特點(diǎn)，選取大狼毒未入侵斑塊、大狼毒低覆蓋度斑塊（大狼毒覆蓋度為8.9%）、大狼毒高覆蓋度斑塊（大狼毒覆蓋度為38.2%）3個(gè)區(qū)分度明顯的斑塊類型，取樣測定不同斑塊土壤樣品的養(yǎng)分含量，分析大狼毒擴(kuò)張對土壤微生物群落組成、結(jié)構(gòu)和多樣性的影響。結(jié)果表明，大狼毒擴(kuò)張使土壤養(yǎng)分含量顯著增加，大狼毒入侵斑塊土壤全氮（Total nitrogen，TN）、土壤有機(jī)碳（Soil organic carbon，SOC）、全磷（Total phosphorus，TP）、微生物量碳（Microbial biomass carbon，MBC）、微生物量氮（Microbial biomass nitrogen，MBN）、微生物量磷（Microbial biomass phosphorus，MBP）、速效氮（Available nitrogen，AN）、速效磷（Available nitrogen phosphorus，AP）和速效鉀（Available k，AK）含量顯著增加（Plt;0.05）。大狼毒入侵顯著改變了土壤細(xì)菌群落的組成和結(jié)構(gòu)，顯著提高了土壤細(xì)菌群落的多樣性和真菌群落的豐富度（Plt;0.05），土壤細(xì)菌和真菌群落對大狼毒蔓延擴(kuò)張的反應(yīng)不一致。相關(guān)性分析表明MBN，TN與Acidobacteria，Actinobacteria呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05），MBN和TN是大狼毒擴(kuò)張樣地土壤微生物群落變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。本研究結(jié)果為了解滇西北山地草甸大狼毒入侵草地根際土壤微生物多樣性及其土壤微生物群落的環(huán)境響應(yīng)特征奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：大狼毒；入侵；山地草甸；土壤養(yǎng)分；土壤微生物

中圖分類號(hào)：S812.6 """""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A """""""文章編號(hào)：1007-0435（2025）03-0778-11

Effects of Euphorbia jolkinii"Invasion on Soil Microbial Characteristics in Shangri La Mountain Meadows

YANG Xin^#，"XIAO Xue^#，"NIU Qiong-mei，"XIAO Wei，"DUAN Rui，"CI Wang，"HOU Xiao-han，"CHU Xiao-hui^*，"SHAN Gui-lian^*

（College of Animal Science and Technology，"Yunnan Agricultural University，"Kunming ，Yunnan Province 650201，"China）

Abstract：Euphorbia jolkinii"is a poisonous weed widely distributed in the mountain meadows of northwest Yunnan. Its unchecked expansion has caused a serious impact on the local grassland ecosystem. To investigate the impact of the expansion of Euphorbia jolkinii"on the soil microenvironment of degraded mountain grasslands in northwest Yunnan，"in this study we selected three distinct patch types based on the patchy distribution of"Euphorbia jolkinii"in degraded grassland communities："uninvasive patches，"low coverage patches （8.9% Euphorbia jolkinii）"and high coverage patches （38.2% Euphorbia jolkinii）. Soil samples were taken to determine the nutrient content from different patches，"and the effects of Euphorbia jolkinii"expansion on soil microbial community composition，"structure，"and diversity were analyzed. The results showed that the expansion of Euphorbia jolkinii"significantly increased soil nutrient content，"and the invasion of Euphorbia jolkinii"into patch soil resulted in a significant increase in TN，"SOC，"MBC，"MBN，"MBP，"AN，"AP，"and AK content （Plt;0.05）. The invasion of Euphorbia jolkinii"significantly changed the composition and structure of soil bacterial communities，"significantly increased the diversity of soil bacterial communities and the richness of fungal communities （Plt;0.05）. The response of soil bacterial and fungal communities to the spread and expansion of Euphorbia jolkinii"was inconsistent. The results of correlation analysis showed that MBN and TN were significantly positively correlated with Acidobacteria and Actinobacteria （Plt;0.05），"and MBN and TN were the main driving factors for changes in soil microbial communities in the expansion plot of Euphorbia jolkinii. The results of this study lay a foundation for understanding the environmental response characteristics of soil microbial diversity and soil microbial communities in the rhizosphere of invasive grassland in the mountain meadow of northwest Yunnan Province.

Key words：Euphorbia jolkinii；Invasion；Mountain meadow；Soil nutrients；Soil microorganism

草地作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有調(diào)節(jié)全球氣候變化、維持區(qū)域生態(tài)平衡、保護(hù)生物多樣性等多種生態(tài)功能。云南省是我國草地資源大省，天然草地面積居全國第7位，在我國南方僅次于四川居第2位。云南省西北部屬于青藏高原南緣部分，天然草地分布面積大，而且集中連片，是當(dāng)?shù)夭孛裆婧桶l(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是全國青藏高原地區(qū)生態(tài)安全的重要屏障^［1］。滇西北天然草地主要類型為亞高山草甸。受環(huán)境變遷和不合理利用等多種因素的影響，滇西北亞高山草甸出現(xiàn)了以毒害草擴(kuò)張等為顯著特征的退化問題^［2-3］。

毒害草在草地生態(tài)系統(tǒng)的蔓延擴(kuò)張，可以通過改變土壤微生物群落，特別是增加與土壤養(yǎng)分代謝密切相關(guān)的土壤微生物數(shù)量，為自身的生長和競爭創(chuàng)造有利的土壤環(huán)境^［4-5］。土壤微生物群落的變化是毒害草擴(kuò)張的生態(tài)效應(yīng)之一^［6］。草原毒害草因具有生物量大、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)，它們可通過向草地輸入大量凋落物的方式加快土壤碳、氮養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和微生物活性，增加草地土壤碳、氮含量^［7］。研究表明，狼毒（Stellera chamaejasme）在草原上的蔓延擴(kuò)張?zhí)岣吡送寥牢⑸锷锪浚嵌緮U(kuò)張后土壤固氮菌群落發(fā)生顯著變化^［8］。黃帚槖吾（Ligularia virgaurea）及箭葉橐吾（L.sagitta）在高寒草甸的蔓延擴(kuò)張會(huì)引起土壤養(yǎng)分及微生物群落的顯著變化，這種改變有利于它們在青藏高原高寒草甸的擴(kuò)張^［9］。紫莖澤蘭（Ageratina adenophora）入侵?jǐn)U張會(huì)改變其根際土壤微生物的組成^［10］。少花蒺藜草（Cenchrus spinifex）擴(kuò)張顯著改變了土壤細(xì)菌群落的組成和結(jié)構(gòu)，土壤細(xì)菌和真菌群落對其蔓延擴(kuò)張的反應(yīng)不一致^［11-12］。

滇西北山地草甸廣泛分布的毒害草主要為大狼毒（Euphorbia jolkinii）。大狼毒屬大戟科多年生毒害草型草本植物，它的蔓延擴(kuò)張是滇西北山地草甸退化演替的重要標(biāo)志，對當(dāng)?shù)夭莸厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重影響^［13-14］。據(jù)調(diào)查，大狼毒目前已廣泛分布于滇西北海拔2380～3700 m的草甸、山坡、灌叢等地。已有研究表明，大狼毒蔓延擴(kuò)張會(huì)對當(dāng)?shù)匚锓N組成造成影響^［15］，在大狼毒種群集中分布區(qū)域，草地中物種數(shù)量銳減，優(yōu)良牧草產(chǎn)量大幅度下降，草地退化演替為大狼毒型草地^［16-17］。大狼毒有劇毒，家畜誤食后毒性很大，各種家畜均可中毒。大狼毒的蔓延擴(kuò)張給當(dāng)?shù)夭莸匦竽翗I(yè)的發(fā)展和生物多樣性保護(hù)帶來了嚴(yán)重威脅^［18-20］。

前期對大狼毒的研究主要集中在大狼毒入侵對草地物種組成及多樣性的影響^［21］，以及大狼毒分泌的化感代謝物質(zhì)對群落環(huán)境的影響上^［22-23］，對入侵后不同大狼毒覆蓋度草地土壤環(huán)境微生物的研究尚未涉及。本文選取滇西北大狼毒型退化草地為研究對象，并根據(jù)大狼毒在群落中呈斑塊狀分布的特點(diǎn)，選取無大狼毒斑塊（W）、大狼毒低覆蓋度斑塊（D，大狼毒覆蓋度為8.9%）、大狼毒高覆蓋度斑塊（G，大狼毒覆蓋度為38.2%）3個(gè)區(qū)分度明顯的取樣單元，進(jìn)行土壤取樣，測定不同斑塊土壤養(yǎng)分含量，并對3種斑塊類型土壤樣品進(jìn)行微生物測序，分析不同斑塊土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的差異。通過本研究，從土壤微生物反饋調(diào)節(jié)角度解析大狼毒擴(kuò)張對山地草甸土壤養(yǎng)分的影響。研究成果可為滇西北大狼毒型退化草地恢復(fù)治理提供指導(dǎo)，促進(jìn)滇西北生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究樣地為香格里拉市小中甸鎮(zhèn)拖木南小組國家級(jí)草原固定監(jiān)測點(diǎn)，面積約2.0 hm²。該樣地地處27°29′0″N，99°52′16″E，海拔3240 m，氣候類型為寒溫帶山地季風(fēng)氣候，氣溫偏低，年均溫5.8 ℃，≥10 °C年積溫2006.9°C，年均降水量647 mm，主要集中在6—9月，占全年降水量的75%。年日照時(shí)數(shù)2168 h，年平均相對濕度為70%，無霜期244 d，日溫差大，太陽輻射強(qiáng)烈。該樣地于2012年11月圍封禁牧，封育之前自由放牧，放牧強(qiáng)度約為每公頃3頭藏豬和0.5頭牦牛。目前，該樣地植被狀況良好，群落總蓋度為100%，樣地中主要植物種類為草地早熟禾（Poa pratensis"L.）、大狼毒、網(wǎng)脈橐吾（L. dictyoneura）、西南委陵菜（Potentilla sischanensis）、白蓮蒿（Artemisia stechmanniana）等。研究樣地土壤類型為亞高山草甸土，草地類型為山地草甸類、草地早熟禾型，優(yōu)勢種為草地早熟禾，大狼毒為樣地中廣泛分布的毒害草，且其在樣地中呈斑塊狀分布。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和樣品采集

根據(jù)大狼毒在研究樣地呈斑塊狀分布的特點(diǎn)，將樣地劃分為狼毒入侵和未入侵斑塊。入侵斑塊又根據(jù)大狼毒覆蓋度的高低，細(xì)分為狼毒低覆蓋和高覆蓋度斑塊進(jìn)行取樣。每一斑塊類型設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)面積不小于5 m×5 m =25 m²。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及不同斑塊類型優(yōu)勢種重要值詳見表1。

2023年10月中旬，在各斑塊類型各重復(fù)樣地內(nèi)，用土鉆采集0～15 cm土層的土壤樣品，每一重復(fù)樣地采集5鉆，混勻裝入自封袋，用便攜式低溫箱帶回實(shí)驗(yàn)室，過2 mm篩后分成3份，一份自然風(fēng)干，用于土壤養(yǎng)分含量的測定，一份4 ℃保存，用于微生物生物量的測定分析，一份-80 ℃保存，用于土壤DNA提取與高通量測序。

1.3 土壤養(yǎng)分含量測定

參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》測定土壤理化性質(zhì)^［24］。具體為采用凱氏定氮法測定土壤TN。采用鉬銻抗比色法測定土壤中TP。采用堿解擴(kuò)散法測定土壤AN。采用鉬銻抗比色法測定土壤AP。采用重鉻酸鉀外加熱法測定土壤SOC。用氫氧化鈉熔融-火焰光度法測定土壤TK、AK。采用氯仿熏蒸萃取法測定MBC，MBN和MBP。

1.4 土壤微生物DNA提取與高通量測序

使用CTAB法完成核酸的提取。使用Qbiut（廠家invitrogen，型號(hào)Qubit3.0，試劑Qubit TM dsDNA HS Assay Kit）對提取的核酸進(jìn)行濃度檢測，并使用瓊脂糖電泳對完整性進(jìn)行檢測（1%瓊脂糖凝膠）。使用構(gòu)建試劑盒：VAHTS^?"Universal Plus DNA Library Pren Kit for Illumina構(gòu)建文庫。取基因組DNA置于PCR儀中進(jìn)行反應(yīng)，向酶切產(chǎn)物中加Rapid Ligation Butter 3、連接酶以及引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。引物序列：adpter3=AGATCGGA-AGAGCACACGTCTGAACTCCAGTCAC；adpter5=AGATCGGAAGAGCGTCGTGTA-GGGAAAGAGTGT；對于構(gòu)建好的文庫使用illumina novaseq6000進(jìn)行上機(jī)測序。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2021和SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)正態(tài)分布驗(yàn)證后，以大狼毒不同覆蓋度為處理因素對所有指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析。采用Tukey法進(jìn)行多重比較（Plt;0.05）。繪圖使用Origin 2021軟件。圖表中的數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。

利用方差分析（ANOVA）研究了大狼毒入侵?jǐn)U張對土壤微生物豐度和β多樣性的影響。采用非度量多維尺度分析（NMDS）和置換多元方差分析（PERMANOVA）研究大狼毒入侵?jǐn)U張引起的微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。采用Wilcoxon秩檢驗(yàn)和GraPhlAn可視化分析大狼毒入侵?jǐn)U張對土壤微生物類群豐度的影響。采用Pearson相關(guān)性、冗余分析（RDA）和方差分解分析探討土壤理化性狀-細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。數(shù)據(jù)的分析及繪圖利用Origin，Canoco軟件以及R4.3.3等實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 大狼毒入侵?jǐn)U張對土壤養(yǎng)分含量的影響

采用單因素方差分析比較了不同斑塊類型土壤養(yǎng)分含量存在的差異（表2）。結(jié)果表明，與W斑塊相比，D、G斑塊土壤中TN含量增加了7.04%，19.72%；SOC含量增加了7.99%，16.68%；MBC含量增加了37.43%，97.02%；MBN含量增加了53.19%，153.16%；MBP含量增加了119.00%，244.03%；AN含量增加了13.10%，24.62%；AP含量增加了32.64%，74.66%；AK含量增加了22.42%，38.05% （Plt;0.05）；TP含量無顯著差異，TK含量顯著降低了17.33%，24.88%（Plt;0.05）。分析原因?yàn)榇罄嵌救肭衷黾恿瞬莸刂脖坏厣霞案瞪锪?，植被生物量的增加向土壤輸入了更多的凋落物，凋落物的輸入為土壤微生物提供了更多的碳、氮源，由此可能?huì)促進(jìn)土壤微生物的繁殖。

說明隨著大狼毒入侵?jǐn)U張程度的增加，土壤養(yǎng)分發(fā)生了更顯著的變化，土壤有效碳、氮、磷、鉀含量進(jìn)一步顯著增加。

2.2 大狼毒入侵?jǐn)U張對土壤微生物群落的影響

2.2.1 細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)組成 選擇大狼毒不同覆蓋度斑塊土壤進(jìn)行高通量測序，測序的稀釋曲線如圖1所示。由圖可知，曲線逐漸趨于平緩，這說明本次測序的數(shù)據(jù)量充分，能反映土壤樣本中總體的微生物多樣性信息。

由圖2A可知，滇西北山地草甸大狼毒入侵和未入侵樣地土壤細(xì)菌群落的優(yōu)勢門均為變形菌門（Proteobacteria）和酸桿菌門（Acidobacteria），其平均相對豐度分別為37.81%和28.56%。隨著大狼毒在草地中的入侵?jǐn)U張，酸桿菌門相對豐度呈增加的變化趨勢，變形菌門相對豐度呈降低的變化趨勢。與W斑塊相比，D斑塊酸桿菌門相對豐度增加但差異不顯著，G斑塊酸桿菌門相對豐度增加了6.37%（Plt;0.05）。D斑塊變形菌門相對豐度無顯著性變化，G斑塊變形菌門相對豐度降低了10.82 %（Plt;0.05）。另外Candidatus_Rokubacteria、放線菌門（Actinobacteria）、綠彎菌門（Chloroflexi）的豐度都在3%～10%之間。G和D斑塊Candidatus_Rokubacteria豐度顯著低于W斑塊（Plt;0.05）；G斑塊放線菌門豐度顯著高于W斑塊（Plt;0.05）；G和D斑塊綠彎菌門豐度顯著高于W斑塊（Plt;0.05）。

由圖2B可知，滇西北亞高山草甸大狼毒入侵和未入侵樣地土壤真菌群落的優(yōu)勢門為奇古菌門（Thaumarchaeota）和泉古菌門（Crenarchaeota），其平均相對豐度分別為24.52%和16.35%。3種斑塊土壤真菌群落中奇古菌門的相對豐度差異不顯著；大狼毒低覆蓋度斑塊泉古菌門相對豐度顯著低于無大狼毒斑塊和大狼毒高覆蓋度斑塊（Plt;0.05）。另外子囊菌門（Ascomycota）、毛霉菌門（Mucoromycota）、廣古菌門（Euryarchaeota）的豐度都在2%～10%之間。D斑塊毛霉菌門豐度顯著高于W和G斑塊。其他門水平真菌相對豐度無顯著性差異。

對屬水平細(xì)菌和真菌主要類群進(jìn)行分析（圖3），由圖3A可知，G斑塊與W，G斑塊相比慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）豐度顯著降低（Plt;0.05）；G斑塊脫硫弧菌屬（Candidatus_Sulfotelmatobacter）豐度顯著高于W，D斑塊（Plt;0.05）；D斑塊硝化螺旋菌屬（Nitrospira）豐度顯著低于W，G斑塊（Plt;0.05）；D，G斑塊土壤桿菌屬（Edaphobacter）豐度顯著增加（Plt;0.05）；G斑塊脫硫弧菌屬（Candidatus_Sulfopaludibacter）豐度顯著高于W，D斑塊（Plt;0.05）。由圖3B可知，D斑塊根孢囊霉屬（Rhizophagus）豐度顯著高于W，G斑塊（Plt;0.05）；D，G斑塊亞硝化球菌屬（Nitrososphaera）豐度顯著高于W斑塊（Plt;0.05）；D，G斑塊假裸囊菌屬（Pseudogymnoascus）豐度顯著低于W斑塊（Plt;0.05）；其他屬水平真菌豐度無顯著差異。

2.2.2 細(xì)菌和真菌群落的α多樣性 由表3可知，G斑塊細(xì)菌群落Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)較W斑塊顯著提高（Plt;0.05）；Ace指數(shù)、Chao1指數(shù)較大狼毒未入侵斑塊未發(fā)生顯著變化。由表4可知，G斑塊真菌群落Ace指數(shù)、Chao1指數(shù)較W斑塊顯著提高（Plt;0.05）；Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)較W斑塊未發(fā)生顯著變化。說明大狼毒入侵顯著提高了土壤細(xì)菌群落的多樣性，提高了真菌群落的豐富度（Plt;0.05）。真菌和細(xì)菌α多樣性變化不一致。

2.2.3 細(xì)菌和真菌群落的β多樣性 由圖4A可知，W和D斑塊土壤細(xì)菌結(jié)構(gòu)較為相似且存在重疊，W與G斑塊土壤細(xì)菌結(jié)構(gòu)無重疊且間隔較大，表明大狼毒擴(kuò)張會(huì)改變土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)特征，但這種改變是逐步的，改變程度隨大狼毒覆蓋度的增加而增加。由圖4B可知，W，D，G斑塊土壤真菌結(jié)構(gòu)較為相似且相互重疊，表明大狼毒擴(kuò)張并未引起亞高山草甸真菌群落特征發(fā)生顯著改變。

2.3 土壤微生物群落與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性

土壤理化性質(zhì)與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性熱圖顯示，土壤理化指標(biāo)TN，MBC，MBN與Acidobacteria，Actinobacteria之間均為顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。SOC，MBP，AN，AP與Candidatus_Rokubacteria之間呈顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）。

通過RDA分析得出，土壤理化因子對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的累積解釋方差分別為93.72%和3.48%（圖6A），對真菌群落結(jié)構(gòu)變化的累積解釋方差分別為84.82%和11.26%（圖6B）。第一個(gè)軸能較好地反映土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系。

MBN，TP，TN是影響不同生境樣本細(xì)菌群落變化的主要驅(qū)動(dòng)因子（Plt;0.05）（圖6A），對細(xì)菌微生物群落變化的解釋率分別80.7%，5.1%，6.9%。MBN，TN與Acidobacteria（酸桿菌門）、Actinobacteria（放線菌門）兩兩之間呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。相關(guān)分析和"RDA 表明，優(yōu)勢菌門（酸桿菌門、放線菌門）的豐度與土壤養(yǎng)分水平顯著相關(guān)。土壤MBN和TN是影響大狼毒入侵草地土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因素。

3 討論

3.1 大狼毒擴(kuò)張顯著影響亞高山草甸土壤理化性質(zhì)

本研究結(jié)果進(jìn)一步證明了大狼毒蔓延擴(kuò)張大大加速了土壤養(yǎng)分的積累，與前人研究結(jié)果一致^［25］。大狼毒蔓延擴(kuò)張使土壤中TN，SOC，MBC，MBN，MBP，AK，AP，AN的含量顯著升高（表1），表明大狼毒通過增加土壤養(yǎng)分含量，從而促進(jìn)其蔓延擴(kuò)張。TK含量顯著下降的原因可能是大狼毒持續(xù)吸收土壤中的鉀元素，使得土壤中剩余的鉀更多地以速效形態(tài)存在，因此AK含量顯著升高，TK含量下降。有研究表明，狼毒（Stellera chamaejasme L.）斑塊與鄰近斑塊土壤之間的碳氮循環(huán)存在差異，狼毒斑塊土壤中有機(jī)質(zhì)含量、微生物生物量較高^［7］；植物蔓延擴(kuò)張可以改變土壤化學(xué)性質(zhì)等因素，影響土壤中氮的吸附、解吸、固定和釋放，從而影響土壤中氮的含量和利用效率^［26］。草地毒害植物可以通過改變草地的營養(yǎng)狀況來促進(jìn)自身的生長和定植^［27］。大狼毒擴(kuò)張引起的土壤理化性質(zhì)變化有利于大狼毒的蔓延擴(kuò)張，這可能是大狼毒增強(qiáng)生態(tài)適應(yīng)性，在滇西北香格里拉高寒草地快速傳播繁殖的機(jī)制。

3.2 大狼毒蔓延擴(kuò)張改變了土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)

細(xì)菌門中變形菌門（Proteobacteria）和酸桿菌門（Acidobacteria）相對豐度超60%，遠(yuǎn)超其他門相對豐度的總和。在大狼毒蔓延擴(kuò)張的影響下，土壤中細(xì)菌群落在門水平的優(yōu)勢種群相一致，但豐度略有差別。變形菌門相對豐度與無大狼毒斑塊相比顯著降低（Plt;0.05）。變形菌在土壤碳循環(huán)中發(fā)揮重要作用，促進(jìn)有機(jī)碳的分解。本研究證明大狼毒蔓延擴(kuò)張可以降低變形菌門（Proteobacteria）的相對豐度。這可能與某些高豐度的細(xì)菌群或使用相同資源作為底物的細(xì)菌群之間的競爭有關(guān)。大狼毒高覆蓋度斑塊酸桿菌門（Acidobacteria）的豐度與無大狼毒斑塊相比顯著增加。酸桿菌門細(xì)菌為嗜酸性細(xì)菌，可進(jìn)行廣泛的生理代謝活動(dòng)，有利于土壤養(yǎng)分循環(huán)。對環(huán)境脅迫具有一定的耐受性，有助于維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解和循環(huán)"^［28-30］。Proteobacteria、Acidobacteria門相對豐度的變化是土壤對大狼毒擴(kuò)張的反饋，可能在一定程度上減弱了大狼毒蔓延擴(kuò)張對土壤環(huán)境的影響^［31-33］。無大狼毒斑塊和大狼毒高覆蓋度斑塊土壤真菌門中優(yōu)勢菌門的變化并不顯著。

α多樣性分析發(fā)現(xiàn)大狼毒入侵顯著提高了土壤細(xì)菌群落的多樣性，提高了真菌群落的豐富度（Plt;0.05）。真菌和細(xì)菌α多樣性變化不一致。β多樣性分析發(fā)現(xiàn)無大狼毒斑塊與大狼毒低覆蓋度的土壤細(xì)菌結(jié)構(gòu)較為相似且存在重疊，"兩者與大狼毒高覆蓋斑塊不存在重疊（圖2）。說明大狼毒擴(kuò)張使土壤細(xì)菌結(jié)構(gòu)發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變，這可能與大狼毒擴(kuò)張引起草地植被變化有關(guān)。植被變化導(dǎo)致凋落物的輸入及覆蓋度的變化影響土壤養(yǎng)分，進(jìn)而改變微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對土壤細(xì)菌β多樣性產(chǎn)生了影響^［34］。當(dāng)入侵植物進(jìn)入到一個(gè)全新的生境時(shí)，會(huì)改變土壤的理化性質(zhì)，從而影響根際土微生物群落結(jié)構(gòu)，將生境變成有利自身快速生長的土壤環(huán)境^［35］。由β多樣性分析結(jié)果顯示，大狼毒蔓延擴(kuò)張對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的組成有顯著影響（Plt;0.05），但對真菌群落沒有顯著影響（圖2），說明細(xì)菌群落對大狼毒擴(kuò)張更為敏感。研究表明，大狼毒蔓延擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，細(xì)菌和真菌對其反應(yīng)并不一致^［36-38］。

3.3 土壤MBN和TN是影響不同擴(kuò)張程度土壤樣品微生物群落變化的主要驅(qū)動(dòng)因子

當(dāng)入侵植物進(jìn)入到一個(gè)全新的生境時(shí)，會(huì)改變土壤的理化性質(zhì)，從而影響根際土微生物群落結(jié)構(gòu)，將生境變成有利自身快速生長的土壤環(huán)境^［39］。環(huán)境因素可以顯著影響豐度較高的微生物群落^［40］。RDA分析表明，土壤MBN，TN是影響不同入侵程度土壤樣品細(xì)菌群落變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。相關(guān)性分析表明MBN，TN與Acidobacteria，Actinobacteria的相對豐度呈顯著正相關(guān)（Plt;0.05）。表明在大狼毒入侵環(huán)境中Acidobacteria，Actinobacteria在氮代謝過程中產(chǎn)生了重要作用。MBN是土壤有機(jī)質(zhì)的一個(gè)重要組成部分，MBN的水平可以反映土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和活性，對土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能發(fā)揮起著重要的作用。TN可以促進(jìn)植物生長發(fā)育，土壤細(xì)菌以氮為養(yǎng)分，氮是生物生長的限制因子^［41］。大量研究表明，土壤氮的變化會(huì)引起土壤微生物活性、生物量和群落組成的變化^［42-43］。大狼毒擴(kuò)張導(dǎo)致養(yǎng)分輸入發(fā)生變化，使土壤理化性質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而對地下土壤微生物的結(jié)構(gòu)及多樣性產(chǎn)生影響。

4 結(jié)論

本研究綜合分析了大狼毒蔓延擴(kuò)張背景下土壤理化性質(zhì)的變化及土壤細(xì)菌和真菌群落多樣性和結(jié)構(gòu)的變化。研究表明，大狼毒擴(kuò)張使土壤養(yǎng)分含量顯著增加，顯著改變了土壤細(xì)菌群落的結(jié)構(gòu)組成，大狼毒擴(kuò)張對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的組成有顯著影響，但對真菌群落沒有顯著影響，土壤細(xì)菌和真菌群落對大狼毒蔓延擴(kuò)張的反應(yīng)不一致。MBN和TN是大狼毒擴(kuò)張樣地土壤微生物群落變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。本研究結(jié)果為滇西北高寒草原的管理和保護(hù)提供了重要的指導(dǎo)信息，有助于維持草原生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。此外，本研究還建議未來的研究應(yīng)更多地從土壤微生物組的角度來評估毒害草蔓延擴(kuò)張對草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)健康的影響。

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（責(zé)任編輯""劉婷婷）

引用格式：楊欣， 肖雪， 牛瓊梅，"等.大狼毒入侵對香格里拉山地草甸土壤微生物特征的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2025，33（3）：778-788

Citation：YANG Xin， XIAO Xue， NIU Qiong-mei， et al.Effects of"Euphorbia jolkinii"Invasion on Soil Microbial Characteristics in Shangri La Mountain Meadows[J].Acta Agrestia Sinica，2025，33（3）：778-788

基金項(xiàng)目：云南省農(nóng)業(yè)聯(lián)合專項(xiàng)（202101BD070001-068）；202301BD07001-134，202301BD07001-174；云南省萬人計(jì)劃青年拔尖人才專項(xiàng)（YNWR-QNBJ-2018-031）資助

作者簡介：#楊欣（1999-"），"女，漢族，云南楚雄人，碩士研究生，主要從事草地資源利用與可持續(xù)管理研究，E-mail："2522948093@qq.com；#肖雪（1988-），女，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，博士，主要從事草地生態(tài)恢復(fù)學(xué)研究，E-mail：827145744@qq.com

* 通信作者Author for correspondence，E-mail："shanguilian8203@126.com；478491637@qq.com