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亚热带森林转换、土壤分层与季节变化对土壤真菌群落的影响机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月24日 来源:Applied Soil Ecology 4.8
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针对酸性沉积背景下森林生态系统功能恢复的关键问题,研究人员通过对比纯针叶林(Pi)与纯阔叶林(Ci)及混交林的土壤真菌群落动态,结合土壤分层(O/A层)和季节采样,揭示了森林类型是驱动真菌群落结构的主因,Ci林更利于抗酸化功能类群富集,总磷(TP)是核心环境因子。该研究为酸性土壤生态修复提供了理论依据。
在亚热带地区,长期酸雨沉降导致森林土壤酸化,严重威胁生态系统功能。历史上,马尾松(Pinus massoniana, Pi)纯林因对酸性敏感而出现大面积衰退,促使20世纪80-90年代将其改造为香樟(Cinnamomum camphora, Ci)纯林或混交林(Pi_Ci)。然而,森林类型转换如何通过土壤真菌群落响应酸胁迫、季节更替及土壤垂直分层(有机层O与矿质层A)的交互作用,仍是未解之谜。这项由中国林业科学研究院团队发表在《Applied Soil Ecology》的研究,首次系统解析了三者对真菌群落的差异化调控机制。
研究采用时空网格化采样策略,在重庆铁山坪森林公园(历史酸雨热点)按森林类型×土壤层次×四季(春/夏/秋/冬)设计实验,结合高通量测序(ITS区域)、微生物生物量碳氮(SMBC/SMBN)测定及土壤理化分析,揭示了真菌群落的组装规律。
研究结果
1. 森林类型主导真菌功能分化
纯Pi林以嗜酸/产酸的外生菌根真菌(ECM)和病原菌为主,而Ci林富集内生菌、分解菌及抗酸化类群。混交林的过渡特征印证了植被对真菌功能的筛选作用,Ci林的更高α多样性表明阔叶树种能缓解酸胁迫对微生物的负面影响。
2. 土壤分层与季节的层级效应
O层的真菌生物量(SMBC 212–244 mg·kg?1)和多样性显著高于A层,印证了有机质驱动的垂直衰减假说(H2)。季节上,春秋季生物量高于冬夏,但夏季pH最低时多样性骤降,暗示高温高湿可能加剧酸胁迫(H3部分成立)。
3. 总磷(TP)的核心驱动作用
尽管土壤层对养分分布影响最大(如O层SOC更高),TP是唯一受森林类型显著改变的因子,且与真菌功能群变异强烈关联。Ci林的TP提升可能通过促进磷循环相关菌群间接增强系统抗性。
结论与意义
该研究证实森林类型是调控酸性土壤真菌群落的首要因素(H1),而土壤分层和季节通过资源分配与胁迫强度调节次生变异。Ci林的引入不仅提升多样性,还通过招募功能菌群(如分解菌、内生菌)构建了更稳定的抗酸化微生态网络。研究为亚热带退化森林的定向修复提供了关键靶点——优先选择能调控TP循环的树种,并建议长期监测春秋季关键窗口期的群落动态。这些发现对全球受酸沉降威胁的森林管理具有普适性参考价值。
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