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摘要
微生物在土壤碳周转中起关键驱动作用,南方红壤区土壤由于酸化严重,导致土壤微生物丰度较低,且碳汇不足.在土壤酸化背景下不同组分有机碳与微生物多样性之间的关联及影响机制尚不清楚,极大限制了红壤碳汇潜力的研究.本文通过对4种不同覆盖植被(杉木林、针阔混交林、竹林和茶油林)土壤碳组分含量和微生物多样性特征进行分析,结果表明:杉木林(21.9 g·kg-1)和针阔混交林(20.57 g·kg-1)土壤总有机碳(SOC)含量均高于竹林(9.95 g·kg-1)和茶油林(12.6 g·kg-1),溶解性有机碳(DOC)与微生物量碳(MBC)含量与SOC呈相同分布趋势,然而易氧化有机碳(ROC)、总氮(TN)和总磷(TP)在不同植被间无显著差异.4种土壤中变形菌(Proteobacteria)、放线菌(Actinobacteriota)、酸杆菌(Acidobacteriota)、绿弯菌(Chloroflexi)和疣微菌(Verrucomicrobiota)在细菌种群中占据优势生态位,优势细菌群落分布在不同土壤中无显著差异;土壤中分布较多的真菌为子囊菌(Ascomycota)、担子菌(Basidiomycota)和被孢霉菌(Mortierellomycota),Basidiomycota在竹林和针阔混交林土壤中占优势,而Ascomycot是茶油林和杉木林土壤中相对丰度最高的真菌群落.Spearman相关性分析表明,Actinobacteriota、Chloroflexi和Verrucomicrobiota种群丰度与活性有机碳(AOC)呈显著相关性(p<0.05),Ascomycota和Basidiomycota与稳定有机碳组分矿物结合态有机碳(MOC)和生物化学稳定有机碳(BROC)呈显著相关性(p<0.05),细菌群落对活性有机碳组分的依赖性强,真菌群落与稳定有机碳组分关联性较大.冗余分析(RDA)结果表明细土壤特性对菌群落丰度影响大小为pH>DOC>AOC>SOC;真菌为SOC>SMC>MBC>BROC,在红壤中真菌较细菌有更强的耐酸能力.FAPROTAX和FUNGuild预测表明,主要的功能菌群丰度在各分组间均有显著差异,纤维素分解、尿素分解、芳香族化合物降解、固氮和硝酸盐还原是主要的碳氮转化功能群,腐生营养型真菌丰度占比最高(21.53%～80.57%),各分组间功能菌群的差异解释了微生物种群分布驱动的红壤碳氮组分异质性.研究结果强调了酸性红壤微生物在土壤有机碳转化中的重要作用,对进一步研究土壤微生物碳汇,助力双碳目标的实现具有重要参考价值.
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