任玉連, 陸梅, 范方喜, 彭淑嫻

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高原濕地沼澤化草甸土壤真菌與理化性質(zhì)的關(guān)系

任玉連, 陸梅*, 范方喜, 彭淑嫻

西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與水土保持學(xué)院, 云南 650224

以高原濕地納帕海沼澤化草甸為研究對(duì)象, 采用稀釋培養(yǎng)結(jié)合形態(tài)鑒定比較分析0—20 cm、20—40 cm土層的土壤真菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)組成, 以及土壤理化性質(zhì)對(duì)土壤真菌多樣性及群落結(jié)構(gòu)組成的影響。結(jié)果表明: 0—20 cm和20—40 cm土層中的真菌數(shù)量、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)()、均勻度指數(shù)(J)和豐富度指數(shù)(D)均表現(xiàn)為0—20 cm土層> 20—40 cm土層; 分別分離得到土壤真菌12屬和10屬, 其中木霉屬、青霉屬、腐霉屬、曲霉屬同為沼澤化草甸兩個(gè)土層的優(yōu)勢(shì)類群, 表現(xiàn)出較高的相似性, 同時(shí)20—40 cm未發(fā)現(xiàn)枝孢菌屬和殼囊孢屬, 又表現(xiàn)出一定的差異性。經(jīng)RDA冗余分析, 土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、速效磷、pH、容重和自然含水率可能是影響沼澤化草甸土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成的主要因子。

高原濕地; 沼澤化草甸; 土壤真菌; 土壤理化性質(zhì); 相關(guān)性

0 前言

納帕海高原濕地位于長(zhǎng)江中上游地區(qū), 對(duì)調(diào)節(jié)中下游水位和水量具有特殊的生態(tài)意義[1]。該濕地受喀斯特型地貌和西南季風(fēng)影響, 湖水退落后湖面大幅度縮小, 加之當(dāng)?shù)鼐用耖_挖排水溝使湖面減小, 導(dǎo)致濕地資源的保護(hù)與利用矛盾較為突出, 在人為活動(dòng)和自然條件的共同作用下, 濕地呈現(xiàn)出原生沼澤→沼澤化草甸→草甸→墾后濕地的逆向演替格局。沼澤化草甸是納帕海高原濕地的重要組成部分之一, 是一種介于草甸與沼澤之間的過渡類型, 具有涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄水量、調(diào)節(jié)氣候和保護(hù)生物多樣性、維持生態(tài)平衡的作用[2]。土壤真菌作為土壤微生物中活躍的部分, 參與土壤有機(jī)物質(zhì)分解、合成以及碳、氮等養(yǎng)分釋放的全過程, 影響土壤一系列生物化學(xué)反應(yīng)[3-5], 常作為檢測(cè)土壤質(zhì)量變化的敏感指標(biāo), 在評(píng)價(jià)濕地生態(tài)系統(tǒng)功能方面有著重要作用[6]。相關(guān)研究結(jié)果表明, 土壤真菌與土壤理化性質(zhì)關(guān)系密切[7-10]。土壤真菌的數(shù)量和組成影響土壤理化性質(zhì)的分布與轉(zhuǎn)化, 土壤理化性質(zhì)含量的高低影響濕地植物的生長(zhǎng)及微生物的活動(dòng)。作為生態(tài)系統(tǒng)健康指示物, 豐富的真菌群落是保持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要因素之一, 其數(shù)量與分布在一定程度上反映了土壤肥力狀況。因此, 探討其與理化性質(zhì)的關(guān)系對(duì)維護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)平衡有重要意義。本課題組曹萍麟等人前期研究得知, 雨季納帕海不同濕地類型上下層土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)、全氮(TN)、碳氮比(C:N)和pH值均有顯著的差異性, 土壤真菌上層的真菌數(shù)量大于下層, 真菌的數(shù)量與pH值、SOM和TN呈極顯著負(fù)相關(guān), 與C:N呈顯著正相關(guān)[11]。且缺少專門針對(duì)沼澤化草甸土壤真菌群落多樣性和理化性質(zhì)關(guān)系的研究, 本研究采集的土樣與不同干擾強(qiáng)度下土壤真菌分布格局土樣來自于同一采樣區(qū), 土壤真菌與不同的理化因子是否有它們獨(dú)特的關(guān)系, 再此基礎(chǔ)上, 為進(jìn)一步深入了解沼澤化草甸土壤微生物群落特征, 以旱季沼澤化草甸為研究對(duì)象, 分析沼澤化草甸兩個(gè)土層中真菌群落和土壤理化性質(zhì)的關(guān)系。試圖闡明沼澤化草甸土壤真菌群落結(jié)構(gòu)、多樣性、理化性質(zhì)的垂直分布規(guī)律, 并進(jìn)一步揭示主導(dǎo)土壤真菌群落變化的關(guān)鍵因子, 以期為分析高原濕地演替規(guī)律提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

納帕海高原濕地位于滇西北橫斷山脈中段香格里拉縣境內(nèi)(圖1)[12], 地理坐標(biāo)為27°47′—27°55′N, 99°35′—99°40′E, 海拔3260 m, 面積3100 hm2。水源補(bǔ)給主要以冰雪融水和湖兩側(cè)沿?cái)嗔褞嫌康娜疄橹?。干濕季分? 11月—次年5月為干季, 5月—11月為濕季。沼澤化草甸主要優(yōu)勢(shì)植物有矮地榆()、發(fā)草()、無翅苔草()、斑唇馬先蒿()等。

圖1 納帕海濕地位置圖

Figure 1 Site location of Napahai Wetland

1.2 樣地設(shè)置和樣品采集

于2015年1月(旱季)進(jìn)行土壤樣品采集, 在沼澤化草甸中隨機(jī)布設(shè)3—5個(gè)定位點(diǎn), 以原狀土柱取樣器采集土樣。分別采集0—20 cm和20—40 cm土層土樣, 去除石礫和其它雜物后同層采用四分法混合均勻并取土樣約2 kg, 分別裝入無菌自封袋并做好記錄標(biāo)簽, 置于便攜式冰箱帶回實(shí)驗(yàn)室。將所采集的土樣進(jìn)行預(yù)處理; 一部分約1 kg經(jīng)風(fēng)干、研磨, 分別過1 mm和0.25 mm篩, 用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定; 一部分約500 g保存于4 ℃冰箱中, 盡快做真菌分離培養(yǎng)。

1.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定方法

土壤pH值測(cè)定采用電位法(LY/T1239-1999);土壤含水量測(cè)定采用烘箱法(GB7888-87); 土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法(GBT50123-99); 有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法(LY/T1237-1999); 土壤全氮測(cè)定采用開氏法(LY/T1228-1999); 速效氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法(LY/T1229-1999); 速效鉀測(cè)定采用火焰光度法(LY/T1236-1999); 速效磷測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法(GB12297-1990)。測(cè)定方法主要參照《土壤性質(zhì)理化分析》[13]。

1.4 土壤真菌的計(jì)數(shù)、分離及形態(tài)鑒定

采用稀釋平板法以稀釋度為10-2、10-3和10-4土壤稀釋液接種分離土壤中的真菌, 每稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù), 接種后將培養(yǎng)基倒置于25 ℃恒溫箱中培養(yǎng)3—5 d計(jì)數(shù)[14-15]。以PDA培養(yǎng)基進(jìn)行真菌的純化, 純化2—3次, 每隔24 h觀察培養(yǎng)基菌落顏色、形態(tài)、大小。真菌形態(tài)鑒定依據(jù)菌落和個(gè)體形態(tài)特征, 參照《真菌的形態(tài)和分類》、《中國(guó)真菌志》和《真菌鑒定手冊(cè)》[16-17]。

1.5 真菌多樣性指數(shù)分析

真菌多樣性的研究是根據(jù)鑒定土壤真菌和取樣數(shù)據(jù)的類型及各測(cè)度指數(shù)的特點(diǎn), 以及應(yīng)用生態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)方法, 用量化的指標(biāo)來反應(yīng)真菌區(qū)系結(jié)構(gòu)狀態(tài)。研究納帕海沼澤化草甸土壤樣品中真菌多樣性及分布特征主要通過Shannon-Wiener()多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)(J)、Margalef豐富度指數(shù)(D)、優(yōu)勢(shì)度(%)、真菌數(shù)量(×103cfu·g-1)等進(jìn)行分析。

(1)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)():

(2)Pielou均勻度指數(shù)(J):

(3)Margalef豐富度指數(shù)(D) :

(4)優(yōu)勢(shì)度(%)=(某一真菌菌株數(shù)/分離得到的真菌菌株總數(shù))×100%

(5)真菌菌落數(shù)(×103cfu·g-1)=(菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù))/(鮮土質(zhì)量×)

公式中為第種的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例,=;為第種物體個(gè)體數(shù),為總個(gè)體數(shù),為每個(gè)樣品的物種總數(shù),為水分系數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析, 數(shù)據(jù)差異采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析,<0.05表示差異顯著。相關(guān)分析采用Pearson雙變量分析,<0.05表示呈正相關(guān),<0.01表示呈極顯著正相關(guān)。理化性質(zhì)對(duì)真菌群落結(jié)構(gòu)的影響, 采用冗余分析(Canoco for Windows 4.5)(Redundancy analysis, RDA)來分析, 其中土壤理化性質(zhì)數(shù)據(jù)作為環(huán)境變量, 真菌群落在屬水平的相對(duì)多度作為物種數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤理化性質(zhì)

由表1可知, 土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效鉀、速效磷、自然含水率均表現(xiàn)為0—20 cm土層> 20—40 cm土層, 土壤pH和容重隨著土層加深逐漸增加, 表現(xiàn)為20—40 cm土層>0—20 cm土層, 土壤有機(jī)質(zhì)(=0.00)、全氮(=0.022)、速效氮(=0.00)、速效鉀(=0.002)、速效磷(=0.00)、pH(=0.007)、容重(=0.003)和自然含水率(=0.00)在土壤垂直剖面上差異顯著(<0.05)。0—20 cm土層中, 有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效鉀、速效磷和自然含水率分別分別是20—40 cm土層的2.42、1.60、3.56、1.40、1.67和1.07倍。20—40 cm土層中pH、容重分別是0—20 cm土層1.13和1.60倍。表明沼澤化草甸土壤養(yǎng)分表聚性明顯[18-19]。

表1 納帕海沼澤化草甸不同土層土壤理化性質(zhì)

注: 同列比較中**標(biāo)記代表顯著水平(<0.05); 數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。

2.2 土壤真菌多樣性

由表2可知, 土壤真菌數(shù)量、Shannon-Wiener指數(shù)()、均勻度指數(shù)(J)和豐富度指數(shù)(D)均表現(xiàn)為0—20 cm土層﹥20—40 cm土層, 且真菌數(shù)量(=0.00)、均勻度(=0.01)和豐富度(=0.00)指數(shù)間差異顯著(<0.05), 多樣性(=0.14)指數(shù)間差異不顯著(＞0.05)。0—20 cm土層真菌數(shù)量、、J、D分別為20—40 cm土層的5.67、1.09、1.25和1.54倍, 表明0—20和20—40 cm土層真菌多樣性具有差異性, 且真菌數(shù)量和D差異較大。

2.3 土壤真菌群落組成

由圖2可知, 在0—20 cm和20—40 cm土層中分別分離到12屬和10屬土壤真菌, 其群落組成極為相似。根據(jù)優(yōu)勢(shì)屬劃分原則[20], 0—20 cm土層的優(yōu)勢(shì)屬為木霉屬()、青霉屬()、腐霉屬()、曲霉屬()和根霉屬()等5屬; 毛霉屬()、脈孢菌屬()、糞殼屬()、鐮刀菌屬()、酵母類群()等5屬為常見屬; 枝孢菌屬()和殼囊孢屬()等2屬為稀有屬。20—40 cm土層的優(yōu)勢(shì)屬為木霉屬、青霉屬、腐霉屬、曲霉屬等4屬; 其它根霉屬、毛霉屬、脈孢菌屬、糞殼屬、鐮刀菌屬、酵母類群等6屬為常見屬, 表明兩個(gè)土層中真菌優(yōu)勢(shì)類群組成具有較高的相似性。同時(shí)在20—40 cm土層未發(fā)現(xiàn)枝孢菌屬和殼囊孢屬等稀有屬, 又表現(xiàn)出一定的差異性。

表2 納帕海沼澤化草甸不同土層土壤真菌多樣性

注: 同列比較中**標(biāo)記代表顯著水平(<0.05); 數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差。

圖2 納帕海沼澤化草甸不同土層土壤真菌群落組成

Figure 2 Composition of soil fungal community of different soil layers swamp meadow in Napahai

2.4 相關(guān)性分析

2.4.1 土壤理化性質(zhì)與真菌多樣性的相關(guān)性

影響0—20 cm和20—40 cm土層土壤真菌多樣性與土壤理化因子存在一定的相關(guān)性(表3)。0—20 cm土層中, 真菌數(shù)量與速效鉀、速效磷和自然含水率呈顯著正相關(guān);與速效鉀、速效磷呈極顯著正相關(guān), 與自然含水率呈顯著正相關(guān);J與自然含水率呈極顯著正相關(guān), 與速效鉀、速效磷和pH呈顯著正相關(guān);D與速效磷和自然含水率呈極顯著正相關(guān), 與速效鉀和pH呈顯著正相關(guān)。20—40 cm土層中, 真菌數(shù)量與速效磷呈顯著正相關(guān);與速效鉀、速效磷呈顯著正相關(guān);J與有機(jī)質(zhì)、全氮、pH呈極顯著正相關(guān), 與速效氮呈顯著正相關(guān), 與自然含水率呈極顯著負(fù)相關(guān), 與容重呈顯著負(fù)相關(guān);D與速效氮呈極顯著正相關(guān), 與有機(jī)質(zhì)、全氮呈顯著正相關(guān), 與容重、自然含水率呈極顯著負(fù)相關(guān)。表明真菌多樣性與土壤理化性質(zhì)關(guān)系密切, 且隨著垂直剖面深度的變化, 理化因子隨之改變, 從而也影響了真菌多樣性的組成與分布。

表3 納帕海沼澤化草甸不同土層土壤理化性質(zhì)與真菌多樣性相關(guān)系數(shù)

*表示差異顯著(<0.05), **表示差異極顯著(<0.01)。

2.4.2 土壤理化性質(zhì)與真菌群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性

由圖3可知, 土壤不同理化因子影響其不同真菌類群的生存繁殖。0—20 cm土壤中, 第Ⅰ軸和第Ⅱ軸真菌群落特征-土壤理化因子關(guān)系累計(jì)解釋量高達(dá)65%以上(圖3 a)。有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷與殼囊孢屬和腐霉屬呈正相關(guān), 與青霉屬、根霉屬、曲霉屬、毛霉屬呈負(fù)相關(guān)。速效氮與鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與脈孢菌屬、毛霉屬呈負(fù)相關(guān)。速效鉀與鐮刀菌屬、酵母類群和枝孢菌屬呈正相關(guān); 與脈孢菌屬、木霉屬呈負(fù)相關(guān)。pH與枝孢菌屬、鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與脈孢菌屬呈負(fù)相關(guān)。容重與枝孢菌屬、鐮刀菌屬呈正相關(guān); 與脈孢菌屬、木霉屬、糞殼屬呈負(fù)相關(guān)。自然含水率與青霉屬、枝孢菌屬、鐮刀菌屬呈正相關(guān); 與木霉屬、糞殼屬呈負(fù)相關(guān)。

20—40 cm土壤中, 第Ⅰ軸和第Ⅱ軸真菌群落特征-土壤理化因子關(guān)系累計(jì)解釋量高達(dá)91%以上(圖3 b)。有機(jī)質(zhì)與青霉屬呈正相關(guān); 與木霉屬、毛霉屬呈負(fù)相關(guān)。全氮與根霉屬、糞殼屬、曲霉屬、鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與腐霉屬、脈孢菌屬呈負(fù)相關(guān)。速效氮與木霉屬、毛霉屬呈正相關(guān); 與青霉屬呈負(fù)相關(guān)。速效鉀與青霉屬、根霉屬、糞殼屬、曲霉屬、鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與腐霉屬、脈孢菌屬、木霉屬、毛霉屬呈負(fù)相關(guān)。速效磷與鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與腐霉屬呈負(fù)相關(guān)。pH與根霉屬、糞殼屬、曲霉屬、鐮刀菌屬、酵母類群呈負(fù)相關(guān)。容重與根霉屬、糞殼屬、曲霉屬、鐮刀菌屬、酵母類群呈正相關(guān); 與腐霉屬和脈孢菌屬呈負(fù)相關(guān)。自然含水率與毛霉屬、木霉屬、脈孢菌屬、腐霉屬呈正相關(guān); 與青霉屬呈負(fù)相關(guān)。

注: 圖中OM代表有機(jī)質(zhì); TN代表全氮; AN代表速效氮; AK代表速效鉀; AP代表速效磷; pH代表酸堿度; BD代表容重; NMC代表自然含水率。

Figure 3 Redundancy analysis of soil environmental factors and soil fungi community structure of different soil layers swamp meadow in Napahai

在0—20 cm土層, 有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷等理化因子對(duì)50%以上的菌群具有促進(jìn)或抑制作用, 是影響真菌群落結(jié)構(gòu)的重要因子, 而20—40 cm土層影響其真菌群落結(jié)構(gòu)的是速效鉀、全氮、容重、自然含水率和pH等理化因子。說明土壤理化因子在決定土壤真菌群落結(jié)構(gòu)分布中起著重要的作用。

3 討論

3.1 不同土層土壤真菌多樣性及其差異

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)()、均勻度指數(shù)(J)和豐富度指數(shù)(D)可用來衡量某一生境中物種的多樣性, 生境條件越適宜, 多樣性就越高[21]。本研究結(jié)果表明, 納帕海沼澤化草甸0—20 cm和20—40 cm土層土壤中都存在著豐富的真菌資源, 且多樣性存在差異, 表現(xiàn)為0—20 cm土層>20—40 cm土層, 具明顯的表聚性, 這與王震宇[22]、辛遠(yuǎn)征[23]、余悅[3]、CONG[24]等研究結(jié)論一致。在0—20 cm土層, 土壤含水量低, 孔隙度大, 通氣狀況良好, 與空氣熱交換快, 土壤表面溫度高, 有利于真菌的繁殖, 其多樣性豐富, 而20—40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量低, 土壤較緊實(shí), 通氣性差, 減弱真菌生理活性, 使得一些好氣性的真菌不能生存和繁殖, 因此其真菌多樣性低。

3.2 不同土層土壤真菌群落組成及其差異

木霉屬、青霉屬、腐霉屬和曲霉屬對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng), 受生態(tài)條件影響較小, 是土壤中重要的優(yōu)勢(shì)種群[25]。沼澤化草甸0—20 cm和20—40 cm土層中共有上述優(yōu)勢(shì)菌屬, 與徐嚴(yán)[26]、殷明亮[27]等研究結(jié)論相似。根霉屬也是0—20 cm土層中的優(yōu)勢(shì)屬, 但在20—40 cm土層中為常見屬, 與Ananyeva[28]等人研究結(jié)論一致。對(duì)于常見屬, 毛霉屬、脈孢菌屬、糞殼屬、鐮刀菌屬和酵母類群等5屬在0—20 cm和20—40 cm土層中普遍分布, 可見不同土層菌類組成相似性極高。枝孢菌屬和殼囊孢屬是沼澤化草甸0—20 cm土層中的稀有屬, 其中枝孢菌屬與pH值、速效氮、速效鉀、自然含水率和容重有關(guān)(圖3 a), 殼囊孢屬則與速效磷、有機(jī)質(zhì)、全氮有關(guān), 說明它們對(duì)濕地土壤環(huán)境有特殊的要求。

3.3 土壤理化因子與真菌的關(guān)系

土壤理化性質(zhì)與土壤真菌多樣性相互影響、共同作用[7]。如速效磷與真菌孢子密度呈顯著的正相關(guān)[29], pH值與土壤真菌多樣性包括豐富度顯著相關(guān)[30], 均表明土壤真菌多樣性與土壤理化性質(zhì)有密切關(guān)系。曹萍麟等人[11]研究表明土壤真菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)、全氮和pH呈極顯著負(fù)相關(guān), 與碳氮比呈顯著正相關(guān), 與之不同的是, 沼澤化草甸上下層土壤真菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮和pH值不呈一定的相關(guān)性, 上層主要與磷素、鉀素和自然含水率有關(guān), 下層與磷素有關(guān), 隨著土壤磷鉀素含量增加其真菌數(shù)量逐漸增加, 說明影響土壤真菌數(shù)量的主要養(yǎng)分因子是土壤磷素和鉀素, 可能因沼澤化草甸受季節(jié)更替影響, 旱季淹水環(huán)境逐漸改善, 但土壤通透性差且氧氣含量低, 盡管高含量的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和適宜的pH值為土壤真菌提供良好生存條件, 但這種濕地環(huán)境不利于好氧真菌的生長(zhǎng)。隨著濕地淹水環(huán)境不斷喪失, 人為活動(dòng)促使土壤中磷鉀素含量增加, 從而為真菌資源提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)條件。不同的理化因子與真菌多樣性是否有它們獨(dú)特的關(guān)系, 本文予以查明, 0—20 cm土層土壤速效鉀、速效磷和自然含水率與真菌數(shù)量和多樣性呈顯著和極顯著正相關(guān); 速效鉀、速效磷、pH和自然含水率與J均勻度和D物種豐富度呈顯著和極顯著正相關(guān)。20—40 cm土層真菌數(shù)量?jī)H與速效磷呈顯著正相關(guān); 真菌多樣性與速效磷和速效鉀呈顯著正相關(guān); 均勻度指數(shù)與有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮呈顯著和極顯著正相關(guān), 與pH、容重和自然含水率呈負(fù)相關(guān); 物種豐富度與有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮呈顯著和極顯著正相關(guān), 與容重和自然含水率呈負(fù)相關(guān)(表3)。說明不同土層影響真菌多性的理化因子不盡相同, 同時(shí)相同因子的促進(jìn)或抑制作用也會(huì)發(fā)生變化, 如容重和自然含水率成為20—40 cm土層土壤真菌的限制因子。真菌通常更喜好生長(zhǎng)在通氣性好的環(huán)境[31], 并隨著土層的加深而呈遞減的趨勢(shì)[32]。在土壤的不同土層中, 土壤養(yǎng)分、水分、容重和pH值等理化因子的變化差異及不同真菌的特異性是導(dǎo)致真菌多樣性在垂直變化上呈現(xiàn)不同分布趨勢(shì)的主要原因[33], 其理化因子是限制高原濕地土壤真菌生長(zhǎng)和繁殖的重要生態(tài)因子[34]。Tang認(rèn)為淹水時(shí)間、速效氮含量變化是微生物群落變化的主要原因[35], 土壤全氮是影響土壤真菌的群落結(jié)構(gòu)的主要生態(tài)因子之一[36]。不同理化因子與真菌群落結(jié)構(gòu)相關(guān)性結(jié)果表明, 在0—20 cm土層, 有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷是影響沼澤化草甸真菌群落結(jié)構(gòu)的重要因子, 20—40 cm土層影響其群落結(jié)構(gòu)的是速效鉀、全氮、容重、自然含水率和pH(圖3 a,b)。pH隨著土層加深從酸性轉(zhuǎn)為偏堿性, 從而抑制了真菌生長(zhǎng)。隨著土層加深, 土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷顯著降低, 優(yōu)勢(shì)屬中的木霉屬、腐霉屬和曲霉屬相對(duì)豐度增加, 而青霉屬、根霉屬相對(duì)豐度降低。因此, 有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、速效磷、pH、容重和自然含水率是影響沼澤化草甸土壤真菌群落結(jié)構(gòu)組成的重要因子。

綜上討論, 沼澤化草甸土壤真菌多樣性呈明顯的垂直分布特征, 群落結(jié)構(gòu)組成極為相似, 但也存在一定差異。土壤理化性質(zhì)與真菌多樣性關(guān)系密切, 隨著土層加深土壤理化性質(zhì)對(duì)真菌多樣性影響較大, 也是影響土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的重要因子。因此, 本次研究為分析真菌分布提供參考依據(jù), 為研究理化因子變化影響真菌群落組成分布的機(jī)制提供理論依據(jù)。

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The relationship between soil fungi and physico-chemical properties in swamp meadow of plateau wetlands

REN Yulian, LU Mei*, FAN Fangxi, PENG Shuxian

College of Ecology and Water and Soil Conservation of Southwest Forestry University, Yunnan Kunming 650224, China

In swamp meadow of Napahai Plateau Wetland, the fungal diversity and community structure in 0-20cm and 20-40cm soil layers were analyzed using dilution culture combined with morphological identification methods, and the effects of soil physico-chemical properties on fungal diversity and community structure were studied.The results showed that the number of fungi, Shannon-Wiener diversity index (), Pielou index (J) and Margalef index (D) were all higher in 0-20cm soil layers than in 20-40cm soil layers.Twelve genera and ten genera of soil fungi were isolated in 0-20cm and 20-40cm soil layers, respectively. Among them,,,andwere all dominant taxa in swamp meadow soils, which showed high similarity between two soil layers. Meanwhile, the taxaandwere not found in 20-40cm layers, which showed some kinds of differences between two soil layers.Redundancy analysis showed that soil organic matter, total nitrogen, available potassium, available phosphorus, pH, bulk density and natural water content may be the main factors affecting the community structure of soil fungi in swamp meadow.

Napahai Plateau Wetlands; swamp meadow; soil fungi; soil physical and chemical properties; correlation

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.006

X172; S153

A

1008-8873(2019)01-042-08

2017-09-13;

2017-11-24

云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上項(xiàng)目(2013FB053); 云南省高校優(yōu)勢(shì)特色重點(diǎn)學(xué)科(05000511311); 西南林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新(C17129)

任玉連(1992—), 女, 貴州盤縣人, 碩士, 主要從事土壤微生物生態(tài)研究, E-mail: 954216442@qq.com

陸梅, 女, 博士, 副教授, 主要從事濕地生態(tài)及土壤微生物生態(tài)研究, E-mail:lumeizx@126.com

任玉連，陸梅，范方喜,等. 高原濕地沼澤化草甸土壤真菌與理化性質(zhì)的關(guān)系[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(1): 42-49.

REN Yulian, LU Mei, FAN Fangxi, et al. The relationship between soil fungi and physico-chemical properties in swamp meadow of Plateau Wetlands[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 42-49.