森林次生演替和土壤层次对微生物群落结构的影响

发布时间：2021-08-20 23:05

　　森林次生演替与生态系统结构和功能的动态变化密切相关。大多数研究主要关注植物群落以及土壤有机碳（SOC）的变化,然而土壤微生物群落如何响应森林次生演替还需要进一步探究。本研究以长白山森林次生演替序列（20、80、120、200和≥300年）和两个土壤层次为对象,采用磷脂脂肪酸微生物标志物,探究温带森林次生演替过程中地下微生物群落结构变化。森林次生演替改变了土壤微生物群落结构,主要归因于某些特定微生物类群的变化,演替前期革兰氏阴性菌和腐生真菌占主导,而在演替后期革兰氏阳性菌和丛枝菌根真菌占主导。另外,土壤有机质数量和质量差异是影响微生物群落结构和生物量的主要环境因素。森林演替前期和中期增加的SOC含量促进了微生物生物量,而演替后期增加的难分解芳香族有机组分抑制了微生物生物量合成。土壤层次间理化性质的差异导致微生物群落变化,有机质层高的SOC以及氮含量导致更多微生物生物量的合成。微生物群落在时间和空间尺度的变化及其驱动因素反映了生态系统结构和功能对环境变化的响应。 

【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

森林次生演替过程中有机质层(A)及矿质层(B)土壤微生物磷脂脂肪酸生物量

土壤微生物群落结构在森林次生演替过程中以及不同土壤层次具有显著的变化(图1)。森林次生演替导致有机质层矿质层土壤微生物群落结构发生显著变化(有机质层，MRPP，δ=0.11,P=0.03;矿质层，MRPP，δ=0.15,P=0.01)，而演替阶段80、120、200年的微生物群落结构没有差异(有机质层，MRPP，δ=0.06,P>0.05;矿质层，MRPP，δ=0.08,P>0.05)。有机质层以及矿质层土壤微生物群落结构存在显著差异(MRPP，δ=0.21,P=0.001)。以上的结果表明土壤层次导致的微生物群落结构的变化大于森林演替。另外，研究表明，微生物功能类群指示菌与主成分分析的第一轴和第二轴的相关系数存在较大差异(表1)。在有机质层，G+菌、甲烷氧化菌、G-菌、丛枝菌根真菌以及腐生真菌是贡献森林演替过程中微生物群落结构变化的主要指示菌。G+菌、甲烷氧化菌、G-菌和丛枝菌根真菌与第一轴的相关系数分别为93%、92%、91%和86%;腐生真菌主要与第二轴相关，相关系数为96%。在矿质层，甲烷氧化菌、放线菌(16:0 10methyl)、G+菌及丛枝菌根真菌主要贡献了微生物群落结构变化。甲烷氧化菌、放线菌、G+菌和丛枝菌根真菌与第一轴的相关系数分别为95%、91%、87%以及85%;而微生物功能类群指示菌与第二轴的相关性较弱。

森林次生演替过程中有机质层(a,b,c)以及矿质层(d,e,f)真菌/细菌、丛枝菌根真菌/腐生真菌以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值的变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]长白山温带森林不同演替阶段土壤化学性质及微生物群落结构的变化[J]. 岳琳艳,郑俊强,韩士杰,杨建华,耿世聪,陈志杰,张雪,谷越.  生态学杂志. 2015(09)
[2]长白山温带森林不同演替阶段群落结构特征[J]. 张春雨,赵秀海,赵亚洲.  植物生态学报. 2009(06)
[3]长白山植被类型特征与演替规律的研究[J]. 徐文铎,何兴元,陈玮,刘常富.  生态学杂志. 2004(05)



本文编号：3354378