神农架国家公园不同植被类型土壤微生物群落结构及功能

　　 摘要:

探究不同植被类型下土壤微生物的群落与功能差异对于理解土壤生态功能具有重要的科学意义,有助于揭示植被与土壤微生物群落间的相互作用机制。在神农架国家公园选择海拔相近、分布广泛且受到人类活动干扰较少华山松(Pinus armandii)为优势树种的针叶林和以锐齿槲栎(Quercus aliena var. acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林,基于高通量测序技术研究不同植被类型对土壤微生物的影响。结果表明:(1)不同植被类型下,土壤细菌优势门类中芽孢杆菌门、放线菌门和酸杆菌门,以及土壤真菌优势门类子囊菌门和担子菌门的相对丰度均存在显著差异(P<0.05);华山松林的土壤真菌Shannon指数显著高于锐齿槲栎林(P<0.05)。(2)功能预测显示微生物功能群相对丰度存在较大差异,其中华山松林土壤中化能异养型等功能群相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而固氮功能群相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.05);华山松林土壤的植物腐生菌和木材腐生菌相对丰度显著高于锐齿槲栎林(P<0.001),而外生菌根的相对丰度显著低于锐齿槲栎林(P<0.001)。(3)分子生态网络分析表明,锐齿槲栎林的土壤细菌和真菌群落在网络节点、连接数、平均度数和模块度方面均高于华山松林。(4)Partial Mantel分析表明,土壤速效磷和植物Shannon指数对土壤细菌群落影响最大(P<0.01),而植物Shannon指数和物种丰富度对土壤真菌群落影响最大(P<0.01),细菌和真菌的功能群最大影响因子是土壤pH(P<0.001);偏最小二乘路径模型(PLS-PM)结果表明,土壤pH可能通过影响速效磷、全氮、有机碳等土壤养分,进而影响植物Shannon指数和物种丰富度。因此,不同植被类型对土壤微生物的群落结构和功能存在显著影响,主要受土壤pH、速效磷和植物多样性的影响,本研究结果对深入理解森林生态系统中植物-土壤-微生物的互作机制提供重要依据。