亚高山粗枝云杉人工林土壤原核微生物群落结构与功能变化

作者：刘艳娇; 刘庆; 贺合亮; 赵文强; 寇涌苹^*

来源：应用生态学报, 2023, 34(12): 3279-3290.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202312.031

• 亚高山森林
• 人工林
• 粗枝云杉
• 土壤原核微生物
• 高通量测序
• 功能预测

土壤原核微生物群落结构和功能特性对维持生态系统功能至关重要。本研究以不同林龄粗枝云杉为研究对象，结合高通量测序技术和生物信息学方法，研究粗枝云杉根际和非根际土壤原核微生物群落多样性和群落组成变化特征及其关键影响因素，并分析原核微生物群落功能特征的变化。结果表明：土壤原核微生物群落的β多样性在根际与非根际均表现为不同林龄之间差异显著，而同一林龄的根际与非根际间无显著差异。从群落组成来看，门水平上，变形菌门和己科河菌门的相对丰度随人工林林龄增加而升高，而放线菌门随林龄增加而降低，且75年人工林(PF75)与天然林(NF)之间无显著差异。厚壁菌门和奇古菌门的相对丰度在25年云杉林(PF25)土壤中显著高于其他人工林和NF。属水平上，RB41、Terrimonas和酸杆菌属的相对丰度随人工林林龄增加而升高，且根际土壤中的RB41和Terrimonas在PF75显著高于NF。土壤理化性质和植被特性共同影响了原核微生物的群落结构，其中，草本覆盖度、土壤pH、总磷和总氮是主要影响因素。原核微生物群落的功能特性在不同林龄之间具有显著差异。与碳氮循环相关的部分功能(如纤维素降解和硝化作用)的相对丰度随人工林林龄增加而降低，而与硫循环相关的硫酸盐呼吸功能的相对丰度则升高。建议将土壤原核微生物群落的结构和功能特征作为云杉林发育阶段的重要指示。在人工林发育后期可通过调控解磷增氮的微生物以提高土壤养分有效性来维持人工林生态系统稳定。

• 单位
  宜宾学院; 福建农林大学; 中国科学院成都生物研究所