寒温带落叶松林土壤细菌组成和多样性对雪盖的响应

作者：崔福星; 杨立宾; 潘虹; 江云兵; 魏丹; 周甜

来源：中南林业科技大学学报, 2022, 1-12.

• 雪盖
• 落叶松林
• 细菌群落
• 土壤环境因子

【目的】探明雪盖下寒温带落叶松林土壤细菌群落组成及多样性的演变特征，探讨其影响因子和雪生态的响应机制。【方法】采用Illumina Miseq高通量测序技术和冗余分析的方法解析去除降雪（NS）、自然降雪（CK）、增倍降雪（DS）、极端降雪（ES）处理下土壤细菌的群落结构和多样性变化以及影响因素。【结果】不同厚度雪盖改变了落叶松林的土壤小环境，土壤温度（Tem）随着雪盖厚度的增加而显著升高，有机碳（OC）则显著降低，Tem、pH值、OC、全氮（TN）、速效磷（AP）在各雪盖土壤中呈现显著性差异。细菌群落比较分析表明：物种组成方面，4组雪盖环境中共检出30个细菌门，其中NS与其他3组降雪处理土壤优势菌门分别为疣微菌门Verrucomicrobia、变形菌门Proteobacteria，优势菌属均为Candidatus Udaeobacter，此外浮霉菌门Planctomycetota、Oxalobacteraceae＿Norank及Arenimonas等菌群在各雪盖处理中呈现显著或极显著差异；群落多样性方面，尽管不同厚度雪盖影响了土壤细菌的结构及种群分布，但未显著改变组内细菌群落的Alpha多样性，然而在考虑不同分组间物种差异和丰度情况下，雪盖显著改变了操作分类单元（OTU）水平上细菌群落的Beta多样性。环境因子关联分析表明，pH值、OC、TN为雪盖环境中多重共线性较小且影响细菌群落结构的环境因子，其中，pH值在属水平上与细菌群落呈现显著相关，OTU水平上呈现极显著相关；OC在OTU水平上呈现显著相关。群落功能预测及组间差异分析表明，雪盖土壤细菌主要执行硝酸盐和亚硝酸盐还原、固氮、甲烷和芳香族化合物降解、纤维素水解以及光化能等生态功能，且在尿素分解、铁参与的氧化还原反应上存在组间显著差异。【结论】雪盖在不同程度上影响了寒温带落叶松林土壤细菌群落的组成及多样性，这种影响对微生物参与的寒温带森林生态系统功能及其对全球气候变化的调控具有重要的科学意义。

• 单位
  东北林业大学; 黑龙江省科学院自然与生态研究所