王占青, 張杰雪, 楊雪蓮, 黃 霞， 陳斯亮， 喬有明

(1. 青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院， 青海 西寧 810016； 2. 青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院， 青海 西寧 810016；3. 青海大學(xué)省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 青海 西寧 810016)

高寒草甸類(lèi)草地是青海省分布面積最大、分布區(qū)域最廣的草地類(lèi)型，具有重要的生態(tài)價(jià)值和放牧利用價(jià)值[1]。在全球氣候變化及人為因素干擾的影響下，高寒草甸呈退化態(tài)勢(shì)，草地生產(chǎn)力和質(zhì)量下降，退化草地面積增加，影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展[2-3]。高寒草甸的退化首先表現(xiàn)為群落種類(lèi)組成發(fā)生變化，以嵩草屬(Kobresia)植物為優(yōu)勢(shì)的群落逐漸被以家畜不采食的雜類(lèi)草為優(yōu)勢(shì)的群落所取代，進(jìn)一步出現(xiàn)裸斑和土壤侵蝕。過(guò)度放牧降低了優(yōu)良牧草的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，造成草地退化嚴(yán)重，進(jìn)而阻礙了當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展[4]。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和組成變化主要受土壤特性和植被特性的影響，且土壤特性對(duì)土壤微生物的影響最大，草地退化過(guò)程中土壤養(yǎng)分有效性、植物群落組成和植物生物量的變化，影響原有的土壤微環(huán)境，將不可避免地改變土壤微生物群落的組成和多樣性，逐漸形成了與新土壤微環(huán)境相適應(yīng)的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[5]。與此同時(shí)，新的微生物群落對(duì)其生存的土壤環(huán)境進(jìn)行反向作用，進(jìn)而使植被和土壤性狀發(fā)生變化。因此，土壤微生物與其所處的植物和土壤性質(zhì)有密切的關(guān)系[6-7]。

由于土壤微生物在全球生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，土壤生物多樣性特征研究現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者們已經(jīng)做了大量的研究[8-9]，但土壤微生物對(duì)草地退化的響應(yīng)尚未得到充分研究。就高寒草甸而言，有研究認(rèn)為退化斑塊的形成和擴(kuò)展是高寒草甸退化的關(guān)鍵特征，土壤微生物在指示退化草地方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[10-11]，Che等[12]對(duì)高寒草甸的研究認(rèn)為，退化斑塊的形成顯著改變了高寒草甸土壤微生物群落組成，明顯降低了微生物呼吸活性，改變了微生物群落組成。事實(shí)上，高寒草甸退化過(guò)程中形成的斑塊有不同的表現(xiàn)形式，代表了高寒草甸的不同退化階段，既有因土壤-牧草間的養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)和生理干旱造成草氈層死亡而形成的退化斑塊，也有過(guò)度放牧導(dǎo)致的以雜類(lèi)草為優(yōu)勢(shì)種的退化斑塊，還有幾乎無(wú)植物生長(zhǎng)的極度退化裸斑[13]，故退化斑塊是一個(gè)比較籠統(tǒng)的叫法。另外，因植物群落組成和土壤特性的空間異質(zhì)性，在較大范圍內(nèi)推定退化梯度存在不足，對(duì)分布在不同地理位置高寒草地斑塊研究可能導(dǎo)致研究結(jié)果的不一致。所以，明確研究對(duì)象具體屬于何種退化斑塊類(lèi)型，并把研究對(duì)象選定在一個(gè)相對(duì)小的范圍內(nèi)，更具有實(shí)際意義。

本文以青海省澤庫(kù)縣境內(nèi)的貴南縣飛地為研究樣地，該飛地曾經(jīng)是軍馬場(chǎng)，是優(yōu)良的草場(chǎng)。軍馬場(chǎng)撤離之后，該地一度作為公共放牧地，由于草場(chǎng)使用權(quán)歸屬問(wèn)題和監(jiān)管不到位，導(dǎo)致該地過(guò)度放牧，進(jìn)而使該地區(qū)的優(yōu)質(zhì)天然草地逐步向家畜不采食的退化型草地演化，出現(xiàn)了以甘肅馬先蒿(Pediculariskansuensis)、黃帚橐吾(Ligulariavirgaurea)和細(xì)葉亞菊(Ajaniatenuifolia)等為優(yōu)勢(shì)種的退化高寒草甸代表性植物群落。研究選取了矮嵩草高寒草甸及3個(gè)退化斑塊群落土壤為研究對(duì)象，調(diào)查了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)功能及多樣性，分析了異同，以驗(yàn)證高寒草甸地區(qū)土壤微生物是否因植物群落和土壤性質(zhì)的變化發(fā)生了顯著的改變。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于青海省澤庫(kù)縣境內(nèi)的貴南縣飛地，研究選取了以矮嵩草為優(yōu)勢(shì)種的典型高寒草甸和以細(xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿為優(yōu)勢(shì)種的退化草地斑塊，具體信息詳見(jiàn)表1。

表1 各采樣地點(diǎn)狀況

1.2 土樣采集

2020年8月份用不銹鋼土鉆取樣器采集各采樣點(diǎn)表土層15 cm土壤，采樣前3天未下雨。每一類(lèi)型選取3個(gè)斑塊(樣點(diǎn))，斑塊間隔20 m以上，每次采樣前后用酒精消毒并用濾紙將土鉆清理干凈，以防樣品相互混入和污染，每個(gè)斑塊內(nèi)按梅花形在5個(gè)點(diǎn)上采集根區(qū)(root zone)土樣[14]，放在塑料布上，充分混合(圖1)。微生物分析每個(gè)樣品5 g左右裝入無(wú)菌管中，放入—4℃的便攜式冰箱中，帶回實(shí)驗(yàn)室保存于—80℃的冰箱中；理化性質(zhì)每個(gè)樣品1 kg左右，裝入密封袋內(nèi)封好，注明標(biāo)號(hào)，將采集的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，部分用于測(cè)定水分，部分風(fēng)干過(guò)篩后進(jìn)行土壤養(yǎng)分的測(cè)定。

圖1 采樣示意圖

1.3 土壤養(yǎng)分分析

土壤養(yǎng)分測(cè)定均采用常規(guī)分析方法，具體測(cè)定步驟參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析(第三版)》[15]。其中，測(cè)定項(xiàng)目包括土壤水分含量(烘干稱(chēng)重法)，土壤酸堿度(PHS-3E)，有機(jī)質(zhì)含量(重鉻酸鉀稀釋熱法)，銨態(tài)氮含量(流動(dòng)注射法)，硝態(tài)氮含量(間隔流動(dòng)分析法)，速效磷含量(0.5 mol·L-1NaHCO3浸提法)和速效鉀含量(NH4OAc浸提)。

1.4 土壤微生物群落測(cè)定與分析

取出超低溫條件保存的土壤微生物無(wú)菌管樣品，并放置在裝有干冰的泡沫箱中寄送至北京諾禾致源公司進(jìn)行測(cè)序分析。采用Illumina Hi Seq2500平臺(tái)分別對(duì)細(xì)菌16S rRNA和真菌ITS基因的V3-V4區(qū)序列和ITS2區(qū)序列進(jìn)行高通量測(cè)序，進(jìn)行α多樣性分析，包括群落豐富度指數(shù)和香農(nóng)指數(shù)分析[16]。采用Faprotax(Functional Annotation of Prokaryotic Taxa)進(jìn)行土壤細(xì)菌群落生態(tài)功能預(yù)測(cè)，利用FUNGuild進(jìn)行土壤真菌功能注釋分析。

1.5 數(shù)據(jù)分析

土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)采用SPSS 20.0進(jìn)行整理以及相關(guān)性和單因素方差分析(One-way ANOVA)，處理間差異顯著性比較采用最小顯著性差異法(LSD)，土壤微生物數(shù)據(jù)采用R3.6.1語(yǔ)言相關(guān)軟件包處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同斑塊草地土壤養(yǎng)分變化分析

不同群落類(lèi)型草地土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(表2)，土壤pH介于7.97～8.61之間，呈弱堿性，屬于高寒草甸土壤的正常酸堿度范圍[17]。相比于較為完整的矮嵩草草甸，退化斑塊的土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量顯著降低(P<0.05)，其中，有機(jī)質(zhì)和速效氮含量下降幅度均超過(guò)50%以上；幾種類(lèi)型草地土壤速效鉀含量介于71.50～199.17 mg·kg-1之間，其中甘肅馬先蒿斑塊的土壤速效鉀含量不到矮嵩草草甸的40%；細(xì)葉亞菊和黃帚橐吾兩種斑塊的土壤速效磷含量約占矮嵩草草甸的50%，但甘肅馬先蒿斑塊速效磷含量顯著高于矮嵩草草甸，其含量值是矮嵩草草甸的6.97倍，這可能是土壤速效磷本底值比較高。退化斑塊的土壤水分也顯著低于矮嵩草草甸，細(xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿斑塊的土壤水分含量分別比矮嵩草草甸土壤下降了29.36%，44.37%和44.14%。

表2 不同斑塊草地土壤養(yǎng)分

2.2 不同斑塊草地土壤微生物群落比較

2.2.1微生物OTU數(shù)目分析 操作分類(lèi)單元(Operational taxonomic units，OTU)聚類(lèi)分析表明：不同斑塊群落間共同擁有土壤真菌OTU為413個(gè)。其中，矮嵩草草甸土壤非共有的真菌OTU數(shù)最多，甘肅馬先蒿斑塊最少，4種類(lèi)型真菌OTU平均差異為444個(gè)(圖2a)。不同斑塊群落土壤細(xì)菌共有的OTU是1 554個(gè)，細(xì)葉亞菊斑塊土壤非共有的細(xì)菌OTU數(shù)最多，甘肅馬先蒿斑塊最少，4種類(lèi)型細(xì)菌OTU平均差異為605個(gè)(圖2b)。

圖2 不同斑塊草地土壤微生物共有和特有的OTU數(shù)

2.2.2微生物群落組成及結(jié)構(gòu)變化分析 真菌分析共檢測(cè)出16個(gè)門(mén)，59個(gè)綱，147個(gè)目，324個(gè)科，569個(gè)屬，874個(gè)種。分析結(jié)果顯示(表3)，土壤真菌群落均以子囊菌門(mén)(Ascomycota)最具優(yōu)勢(shì)，其相對(duì)豐度在KH，AT，LV和PK中的比分別為61.71%，61.49%，40.95%和66.79%，平均占比約為57.74%；其它優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)(4.77% ～34.46%)和被孢霉門(mén)(Mortierellomycota)(3.92%～11.17%)，而根腫黑粉菌門(mén)(Entorrhizomycota)幾乎未出現(xiàn)在黃帚橐吾和甘肅馬先蒿斑塊群落土壤中。在種水平上，古根菌(Archaeorhizomycessp.)在矮嵩草草甸中的占比明顯高于其他斑塊，濕傘菌(Hygrocybesp.)主要出現(xiàn)在黃帚橐吾斑塊中；內(nèi)生真菌枝孢菌(Cladosporiumsp.)和球孢白僵菌(Beauveriabassiana)主要出現(xiàn)在甘肅馬先蒿斑塊中；Stagonosporopsiscucurbitacearum在細(xì)葉亞菊斑塊中占比最高。

表3 不同斑塊草地土壤微生物在門(mén)和種水平上的豐度變化

細(xì)菌分析共檢測(cè)出71個(gè)門(mén)，128個(gè)綱，278個(gè)目，381個(gè)科，706個(gè)屬，259個(gè)種。AT，LV和PK群落土壤優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為變形菌門(mén)(25.05%～33.82%)，KH群落土壤優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為放線菌門(mén)(28.28%)；其他類(lèi)群為厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、酸桿菌門(mén)(Acidobacteriota)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)、粘球菌門(mén)(Myxococcota)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidota)、芽單胞菌門(mén)(Gemmatimonadetes)和藍(lán)藻門(mén)(Cyanobacteria)，約占到了所有細(xì)菌的22.82%，還有約15.37%未鑒定到門(mén)水平的細(xì)菌。在種水平上，Romboutsiaileali主要出現(xiàn)在黃帚橐吾斑塊中，鼠乳桿菌(Lactobacillusmurinus)主要出現(xiàn)在甘肅馬先蒿斑塊中，而B(niǎo)acilluscellulasensis和大腸桿菌(Escherichiacoli)幾乎未在甘肅馬先蒿斑塊土壤中出現(xiàn)。

2.3 不同斑塊草地土壤微生物多樣性分析

2.3.1微生物物種多樣性分析 土壤微生物多樣性結(jié)果顯示：不同斑塊草地間土壤真菌Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)均無(wú)顯著差異(表4)，表現(xiàn)為細(xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿斑塊土壤真菌的Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)均高于矮嵩草草甸。土壤細(xì)菌Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)均以細(xì)葉亞菊斑塊最高，均顯著高于甘肅馬先蒿斑塊和矮嵩草草甸(P<0.05)。

表4 不同斑塊草地土壤群落α多樣性

2.3.2微生物生態(tài)功能多樣性分析 利用FUNGuild對(duì)不同斑塊草地土壤真菌進(jìn)行功能注釋(如圖3a)，腐生營(yíng)養(yǎng)型(Saprotroph)真菌在KH，AT，LV和PK中的相對(duì)豐度分別為52.18%，23.57%，28.69%和19.00%，KH與其他類(lèi)型間差異顯著(P<0.05)(表5)；病理營(yíng)養(yǎng)型(Pathotroph)真菌相對(duì)豐度分別為3.02%，22.35%，2.93%和20.13%，KH與AT，PK間差異顯著(P<0.05)；共生營(yíng)養(yǎng)型(Symbiotroph)真菌相對(duì)豐度分別為0.84%，1.44%，2.24%和5.27%，PK與其他類(lèi)型間差異顯著(P<0.05)。腐生營(yíng)養(yǎng)型真菌在矮嵩草草甸土壤中占比高，病理營(yíng)養(yǎng)型及病理-腐生過(guò)渡型真菌在細(xì)葉亞菊斑塊土壤中較豐富；病理/病原-腐生-共生過(guò)渡型及腐生-共生過(guò)渡型真菌在黃帚橐吾斑塊土壤中較豐富；病理-共生過(guò)渡型及共生營(yíng)養(yǎng)型真菌相對(duì)豐度在甘肅馬先蒿斑塊中顯著高于其它斑塊(P<0.05)。

表5 不同斑塊草地土壤功能微生物豐度變化

采用Faprotax對(duì)不同斑塊草地土壤細(xì)菌群落功能進(jìn)行預(yù)測(cè)(如圖3b)，細(xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿斑塊的烴類(lèi)降解菌(Hydrocarbon_degradation)和芳烴降解菌(Aromatic_hydrocarbon_degradation)的豐度比矮嵩草草甸低，各類(lèi)型間差異不顯著；化能異養(yǎng)(Chemoheterotrophy)和葉綠體(Chloroplasts)細(xì)菌的相對(duì)豐度在甘肅馬先蒿斑塊中最高，且與其他類(lèi)型間差異顯著(P<0.05)；硝酸鹽/亞硝酸鹽呼吸(Nitrate_respiration/Nitrite_respiration)、氮呼吸(Nitrogen_respiration)、亞硝酸銨化(Nitrite_ammonification)、幾丁質(zhì)分解菌(Chitinolysis)、人類(lèi)病原菌(Human_pathogens_all)和延胡索酸呼吸菌(Fumarate_respiration)等為優(yōu)勢(shì)功能菌群的相對(duì)豐度在黃帚橐吾斑塊中最高，各類(lèi)型間差異不顯著；甲醇氧化(Methanol_oxidation)、甲基化(Methylotrophy)、亞硝酸鹽反硝化/反硝化(脫氮Nitrite_denitrification/denitrification)和暗氫氧化(Dark_hydrogen_oxidation)等為優(yōu)勢(shì)功能菌群的相對(duì)豐度在細(xì)葉亞菊斑塊中最高，且與其他類(lèi)型間差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同斑塊草地微生物與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明(表6)，土壤真菌群落擔(dān)子菌門(mén)的相對(duì)豐度與有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮和銨態(tài)氮之間極顯著正相關(guān)，而與pH之間顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。另外，根腫黑粉菌門(mén)的相對(duì)豐度與水分、硝態(tài)氮之間顯著正相關(guān)(P<0.05)；捕蟲(chóng)霉門(mén)與pH之間顯著正相關(guān)(P<0.05)，羅茲菌門(mén)與速效磷之間顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和水分對(duì)真菌群落的相關(guān)性較大，而速效磷對(duì)土壤真菌群落的相關(guān)性較小。

表6 土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析

土壤細(xì)菌群落與土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、速效磷、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和水分相關(guān)性較大。其中，細(xì)菌群落擬桿菌門(mén)、藍(lán)藻門(mén)和芽單胞菌門(mén)的相對(duì)豐度與pH之間顯著正相關(guān)(P<0.01)；變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、藍(lán)藻門(mén)和芽單胞菌門(mén)的相對(duì)豐度與有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之間極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與pH之間極顯著正相關(guān)；放線菌門(mén)與有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之間極顯著正相關(guān)(P<0.01)。結(jié)果表明：土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮能夠顯著影響高寒草地不同斑塊草地土壤細(xì)菌群落的分布(P<0.01)，土壤養(yǎng)分對(duì)細(xì)菌群落的影響比對(duì)真菌群落的影響更為顯著。

3 討論

3.1 不同斑塊草地土壤養(yǎng)分的差異

土壤環(huán)境是陸地植物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量交換的重要場(chǎng)所。土壤養(yǎng)分改變會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，而植物的生長(zhǎng)又可以改變土壤養(yǎng)分[18-19]。植被退化與土壤退化是草地退化的2個(gè)層面，植被退化是高寒草地土壤退化的直接原因，而土壤退化也必然會(huì)引起地上植被退化，二者互為因果。高寒草甸退化斑塊的形成過(guò)程中，會(huì)在地表形成較大的地空斑，地下形成較多的根空斑，這為不可食的雜類(lèi)草入侵創(chuàng)造了良好的空間和條件，同時(shí)顯著降低高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)的土壤養(yǎng)分[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，草地退化斑塊的形成使pH有所增加、土壤持水能力減弱、土壤營(yíng)養(yǎng)成分下降，這與劉育紅[21]等人的研究結(jié)果一致。土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀等其它養(yǎng)分含量因斑塊化而導(dǎo)致的優(yōu)勢(shì)種植物種類(lèi)和土壤條件不同而具有顯著差異性，造成這種結(jié)果差異性的主要原因可能是草地退化斑塊間生境的異質(zhì)性及植物種間生物學(xué)與生態(tài)學(xué)特征的差異。以黃帚橐吾為優(yōu)勢(shì)種的群落土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量?jī)H次于矮嵩草高寒草甸，表明這種類(lèi)型斑塊存在的地方土壤養(yǎng)分尚未發(fā)生劇烈的損失；所有養(yǎng)分指標(biāo)值在甘肅馬先蒿草地中含量最低，表明甘肅馬先蒿可在養(yǎng)分條件相對(duì)較差的地方生長(zhǎng)，但速效磷含量最高可能是土壤磷本底值比較高的原因。諸多學(xué)者[22-23]研究了不同退化程度高寒草甸退化對(duì)土壤物理化學(xué)性質(zhì)的影響，均表明草地退化演替的進(jìn)行使得土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較大，土壤趨向貧瘠化。本研究的結(jié)果也再次印證當(dāng)以矮嵩草為優(yōu)勢(shì)植物的高寒草甸群落變?yōu)橐约?xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿為優(yōu)勢(shì)的群落或斑塊時(shí)，土壤養(yǎng)分指標(biāo)值會(huì)顯著下降，一是因?yàn)檫@些雜類(lèi)草比嵩草生長(zhǎng)旺盛，消耗更多的養(yǎng)分和水分；二是因?yàn)椴豢墒畴s類(lèi)草斑生長(zhǎng)的地方原生草皮層已破壞或不存在，冬春季有不同程度的土壤侵蝕，長(zhǎng)期如此，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量降低。

3.2 不同斑塊草地土壤微生物群落的差異

植物的生長(zhǎng)與微生物密切相關(guān)，植物種類(lèi)是決定土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的主要因子之一，植物不僅可以為土壤微生物提供生存所必需的物質(zhì)和能量[24]，還可以直接影響土壤微生物群落多樣性和結(jié)構(gòu)功能的動(dòng)態(tài)變化[25]。高寒草甸地區(qū)不論草甸退化與否，子囊菌門(mén)真菌均占有較大的優(yōu)勢(shì)，這與前人在高寒天然草甸和人工草地的研究結(jié)果相一致[26-27]。在種水平上，古根菌、濕傘菌、內(nèi)生真菌枝孢菌、球孢白僵菌和Stagonosporopsiscucurbitacearum在不同群落所占比例差異或出現(xiàn)與否則反映出群落優(yōu)勢(shì)植物發(fā)生顯著變化后，真菌種類(lèi)表現(xiàn)出的主要差異。矮嵩草草甸細(xì)菌優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為放線菌門(mén)，其它類(lèi)型細(xì)菌優(yōu)勢(shì)類(lèi)群均為變形菌門(mén)，這與劉怡萱等人[28]的研究結(jié)果一致。在種水平上，Romboutsiailealis在黃帚橐吾斑塊,鼠乳桿菌和約氏乳桿菌兩種細(xì)菌在甘肅馬先蒿斑塊中占比較高，而B(niǎo)acilluscellulasensis和大腸桿菌幾乎不出現(xiàn)在甘肅馬先蒿為優(yōu)勢(shì)的群落中，這些均反映了群落優(yōu)勢(shì)植物發(fā)生顯著變化后，細(xì)菌種類(lèi)表現(xiàn)出的主要異同。本研究的矮嵩草草甸、細(xì)葉亞菊斑塊、黃帚橐吾斑塊和甘肅馬先蒿斑塊間土壤真菌豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù)均無(wú)顯著差異，這一結(jié)論與艾澤民[29]的研究結(jié)果相似，而與姚玉嬌等[30]的研究結(jié)果相反，歸因于不同研究者對(duì)退化階段的確定以及不同斑塊類(lèi)型的差異。很多研究認(rèn)為草地退化后土壤細(xì)菌數(shù)量呈增加趨勢(shì)[31]，但馬源等[32]認(rèn)為隨著退化程度的加劇，土壤細(xì)菌數(shù)量呈逐漸降低的趨勢(shì)。本研究的結(jié)果表明，當(dāng)矮嵩草草甸的優(yōu)勢(shì)植物被細(xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿等取代后，土壤細(xì)菌的豐富度和多樣性因優(yōu)勢(shì)植物或土壤養(yǎng)分的不同表現(xiàn)出了顯著差異，細(xì)葉亞菊和黃帚橐吾斑塊土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)和香農(nóng)指數(shù)顯著高于矮嵩草草甸，但甘肅馬先蒿斑塊土壤細(xì)菌豐富度指數(shù)低于矮嵩草草甸，這可能與其所處土壤的貧瘠化相關(guān)。

土壤真菌營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型的分化與優(yōu)勢(shì)植物種類(lèi)和土壤養(yǎng)分含量顯著不同密切關(guān)聯(lián)。本研究中矮嵩草草甸土壤養(yǎng)分含量最高，土壤真菌營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型主要為腐生營(yíng)養(yǎng)型真菌；甘肅馬先蒿斑塊土壤養(yǎng)分含量最低，土壤真菌營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型主要為病理-共生過(guò)渡型及共生營(yíng)養(yǎng)型真菌；細(xì)葉亞菊和黃帚橐吾斑塊土壤真菌營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型則分別以病理營(yíng)養(yǎng)型、病理-腐生過(guò)渡型真菌和病理/病原-腐生-共生過(guò)渡型及腐生-共生過(guò)渡型真菌為主。尹亞麗[33]研究認(rèn)為輕度退化草地病理營(yíng)養(yǎng)型真菌豐度增加，而腐生營(yíng)養(yǎng)型及共生營(yíng)養(yǎng)型真菌豐度降低，本研究部分結(jié)果與之相似。不同斑塊草地土壤細(xì)菌群落功能群分布也有明顯的差別，矮嵩草草甸土壤細(xì)菌群落主要以烴類(lèi)降解細(xì)菌和芳烴降解細(xì)菌為主；甘肅馬先蒿斑塊土壤細(xì)菌群落以化能異養(yǎng)和葉綠體細(xì)菌為主；細(xì)葉亞菊和黃帚橐吾斑塊土壤具有較多類(lèi)型的優(yōu)勢(shì)細(xì)菌功能群存在?？偟膩?lái)說(shuō)，不同優(yōu)勢(shì)植物的草地斑塊具有顯著不同的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和功能性微生物，最直接的原因是植物種類(lèi)和土壤養(yǎng)分變化，但如植物根際分泌物、微生物間的相互作用等深層次的原因還需要進(jìn)一步探討。

3.3 草地土壤養(yǎng)分與土壤微生物間的相關(guān)性分析

草地土壤真菌和細(xì)菌與養(yǎng)分的相關(guān)性有所不同。土壤養(yǎng)分主要影響真菌群落中擔(dān)子菌門(mén)，而對(duì)其他真菌沒(méi)有顯著影響。另外，除羅茲菌門(mén)與土壤速效磷負(fù)相關(guān)外，土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮和擔(dān)子菌門(mén)均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。細(xì)菌群落中變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、藍(lán)藻門(mén)和芽單胞菌門(mén)的相對(duì)豐度與土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮、銨態(tài)氮之間極顯著負(fù)相關(guān)；放線菌門(mén)與有機(jī)質(zhì)、速效鉀、速效氮和銨態(tài)氮之間極顯著正相關(guān)；硝態(tài)氮含量和土壤細(xì)菌及多數(shù)真菌不存在顯著的相關(guān)關(guān)系。張杰雪等[26]研究表明土壤理化性質(zhì)對(duì)高寒地區(qū)人工草地細(xì)菌菌屬影響較小，而對(duì)真菌菌屬影響較大，本研究結(jié)果與之不一致，土壤養(yǎng)分對(duì)高寒草甸不同斑塊細(xì)菌群落影響較大，而對(duì)真菌群落影響較小，反映出土壤微生物對(duì)人工草地和天然草甸的不同響應(yīng)。土壤pH和水分含量與微生物的相關(guān)性與養(yǎng)分的情況類(lèi)似，受其影響的真菌門(mén)少，受影響的細(xì)菌門(mén)多，這可能與土壤真菌能夠適應(yīng)偏酸環(huán)境，而細(xì)菌適應(yīng)偏堿環(huán)境有一定關(guān)系。

4 結(jié)論

以矮嵩草為優(yōu)勢(shì)植物的高寒草甸群落變?yōu)橐约?xì)葉亞菊、黃帚橐吾和甘肅馬先蒿為優(yōu)勢(shì)的群落或斑塊后，土壤養(yǎng)分含量顯著下降，pH有增加的趨勢(shì)。土壤真菌群落豐富度和多樣性未因優(yōu)勢(shì)植物的明顯變化而呈現(xiàn)出顯著差異，但土壤細(xì)菌群落表現(xiàn)出了顯著差異。土壤真菌營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型的分化與優(yōu)勢(shì)植物種類(lèi)和土壤養(yǎng)分含量顯著不同密切關(guān)聯(lián)，草地退化降低了腐生營(yíng)養(yǎng)型真菌豐度，而共生營(yíng)養(yǎng)型真菌豐度顯著增加；不同優(yōu)勢(shì)植物草地斑塊具有顯著不同的土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和功能性微生物。與養(yǎng)分情況類(lèi)似，土壤pH和水分含量與真菌相關(guān)性小，與細(xì)菌相關(guān)性大。