在种植了Phallus rubrovolvatus的林下植被后，与Pinus taeda和Quercus fabri幼苗相关的外生菌根真菌的多样性及其群落组装机制

《Trees, Forests and People》：Diversity and community assembly mechanism of ectomycorrhizal fungi associated with Pinus taeda and Quercus fabri seedlings in P. taeda plantations after understory cultivation of Phallus rubrovolvatus

本研究调查了P. taeda和Q. fabri幼苗外生菌根真菌（EMF）多样性及群落构建机制。结果表明，P. taeda幼苗EMF以Clavulina、Russula和Tomentella为主，群落构建以确定性过程为主；Q. fabri则以Cenococcum、Clavulina和Tomentella为主，随机过程占主导。土壤Mg和BAP是主要影响因素，为森林可持续管理提供理论依据。

　　在森林生态系统中，非木材林基经济模式正逐渐成为一种重要的生态与经济结合的方式。这种模式不仅强调可持续发展，还通过多种手段如林下种植、采集、景观利用等，提高森林资源的利用效率，同时保护生态环境。其中，林下食用菌种植作为一种典型实践，因其对森林生态系统的多方面影响而受到广泛关注。然而，尽管这种模式在生态和经济上具有重要意义，对于其对生态系统中特定微生物群落，如外生菌根真菌（EMF）的影响，尤其是对林下种植后的幼苗的EMF多样性及其群落组装机制的研究仍较为有限。因此，本研究旨在探讨在林下种植食用菌后，针叶树种如长叶松（*Pinus taeda*）和壳斗科树种如小叶栎（*Quercus fabri*）幼苗的EMF群落特征，以及这些群落的组成和结构差异，从而为森林生态系统的可持续管理和保护提供科学依据。

### 研究背景与意义

非木材林基经济模式在森林生态系统中具有重要作用，它不仅有助于提升森林资源的利用效率，还能够促进森林生态系统的自我修复能力和整体健康。然而，这种模式对森林内部微生物群落的影响尚未完全明确。外生菌根真菌作为森林生态系统中的关键微生物成分，其在植物根系与土壤之间建立了重要的共生关系，有助于植物吸收养分、增强环境适应性，并对土壤结构和健康产生积极影响。因此，了解非木材林基经济模式对幼苗EMF多样性及群落组装机制的影响，不仅有助于优化森林管理策略，还对维持生态系统的稳定性和多样性具有重要意义。

### 研究对象与方法

本研究选择了位于贵州省龙里国有林场的长叶松林下种植食用菌（*Phallus rubrovolvatus*）后的林地作为研究对象。龙里林场拥有典型的亚热带高原湿润季风气候，年平均降水量约为1090毫米，年平均气温14.8°C，海拔在1100至1200米之间。研究区域的土壤类型主要包括砂页岩土、棕色土和黄棕色土，主要树种包括长叶松、 Bretschneidera sinensis、 Taxus wallichiana 和 Cercidiphyllum japonicum 等。为了减少边缘效应，研究团队在距离林缘较远的区域设置了20米×20米的植被调查样方，并在每个样方中随机选取了20株长叶松幼苗和相应数量的小叶栎幼苗。幼苗的根系样本通过显微镜观察和分子生物学方法进行了形态学与分子鉴定，以确定其与外生菌根真菌的共生关系。

### 研究结果

研究共鉴定出52个外生菌根真菌操作分类单元（OTUs），涵盖18个科和16个属。其中，长叶松幼苗共鉴定出35个OTUs，主要由担子菌门（Basidiomycota）组成，占81%，而子囊菌门（Ascomycota）占19%。小叶栎幼苗共鉴定出26个OTUs，其中担子菌门占比69%，子囊菌门占31%。在OTU的组成上，长叶松幼苗具有更多的特有OTUs（43个），而小叶栎幼苗则有较少的特有OTUs（17个）。这表明，尽管两种幼苗均受到林下种植食用菌的影响，但它们在EMF多样性方面表现出显著差异。长叶松幼苗的EMF群落主要由 *Clavulina*、*Russula* 和 *Tomentella* 等属组成，而小叶栎幼苗的EMF群落则以 *Cenococcum*、*Clavulina* 和 *Tomentella* 为主。这种差异可能源于两种幼苗对环境变化的适应机制不同，以及它们与不同EMF的相互作用方式不同。

在多样性分析方面，研究发现两种幼苗的EMF群落α多样性指数没有显著差异（P > 0.05），这可能是因为在单一树种林下种植的环境下，植被-真菌共生的多样性受到一定限制。此外，β多样性分解分析表明，长叶松幼苗的EMF群落表现出较高的物种替换率（60-80%）和较低的嵌套度（20-40%），而小叶栎幼苗的β多样性则显示出相似的物种替换率，但嵌套度更低（0-20%）。这可能意味着，长叶松幼苗的EMF群落更依赖于特定的环境条件，而小叶栎幼苗则具有更强的适应能力，能够通过随机过程形成更稳定的群落结构。

进一步的分析表明，土壤中的镁（Mg）和生物可利用磷（BAP）是影响EMF群落组成的重要因素。这些元素不仅对植物生长至关重要，还为EMF提供了必要的营养来源，从而影响其在幼苗根系中的定殖和多样性。此外，EMF群落的组装机制在长叶松和小叶栎幼苗之间表现出显著差异。长叶松幼苗的EMF群落主要受到确定性过程的主导，而小叶栎幼苗则更多依赖于随机过程。这种差异可能与两种幼苗的生态位、生长环境以及它们与土壤微生物的互动方式有关。

### 讨论

研究结果表明，林下种植食用菌对幼苗的EMF群落产生了深远的影响。一方面，这种模式可能通过改变土壤的理化性质，如增加有机质含量、改善土壤结构和提高养分供应，促进EMF的多样性。另一方面，由于林下种植活动可能改变土壤环境，从而影响幼苗对特定EMF的依赖程度。例如，长叶松幼苗的EMF群落表现出较高的确定性过程，这可能与它们在林下种植后的稳定环境有关，而小叶栎幼苗则由于其较强的适应能力，表现出更高的随机性。

此外，研究还发现，EMF群落的组成和结构在不同幼苗之间存在显著差异。这种差异可能源于幼苗的生态位特征、生长环境以及它们与EMF的相互作用方式。例如，长叶松幼苗的EMF群落以 *Clavulina* 和 *Tomentella* 为主，而小叶栎幼苗则更多依赖于 *Cenococcum*。这些菌类在不同幼苗的适应机制中发挥着重要作用，如 *Tomentella* 能够在贫瘠的矿物土壤层中生长，并快速适应土壤变化，而 *Clavulina* 则通过跨物种共生增强森林生态系统的稳定性。

### 结论

综上所述，林下种植食用菌对长叶松和小叶栎幼苗的EMF群落产生了显著影响，尤其是在群落组成和结构方面。长叶松幼苗的EMF群落主要由确定性过程主导，而小叶栎幼苗则更多依赖于随机过程。这一发现为非木材林基经济模式下森林生态系统的科学管理和保护提供了重要的理论依据。未来的研究应进一步探讨不同种植阶段和季节对EMF多样性的影响，以及不同菌根类型（如丛枝菌根、外生菌根和 Ericoid 菌根）之间的相互作用及其对生态系统的影响。通过深入理解这些机制，可以更好地指导森林管理实践，促进生态系统的可持续发展。