长期种植毛竹林土壤丛枝菌根真菌群落演变趋势.docx

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1、长期种植毛竹林土壤丛枝菌根真菌群落演变趋势*国家自然科学基金项目（41671252、41271274）和浙江农林大学农林碳汇与生态环境修复研究中心预研基金项目（2013CB03）资助SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(Nos.41671252,41271274)andtheFoundationofResearchCenterforAgricultureandForestryCarbonSequestrationandEnvironmentalRemediationofZhejiangA&FUnive

2、rsity(No.2013CB03)牛利敏1,2秦华1,2†通讯作者Correspondingauthor,E-mail:qinhua@zafu.edu.cn作者简介：牛利敏（1991—），女，内蒙古清水河人，硕士研究生，主要从事土壤微生物生态研究。E-mail:niulm1991@163.com徐秋芳1,2邬奇峰3苗倞婧1,2彭定聪1,2（1浙江农林大学环境与资源学院，浙江临安311300）（2浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室，浙江临安311300）（3浙江省临安市农业技术推广中心，浙江临安311300）摘　要　为揭示长期种植毛竹林土壤丛枝菌根（Arbus

3、cularmycorrhizae,AM）真菌群落演变特征，通过磷脂脂肪酸（Phospholipidfattyacid,PLFA）和IlluminaMiseq测序平台研究了AM真菌生物量及群落结构的演变趋势。结果表明，长期种植毛竹林土壤养分含量总体呈下降趋势，球囊霉素相关土壤蛋白（Glomalin-relatedsoilprotein,GRSP）含量及AM真菌生物量也显著降低（p<0.05），其中易提取态球囊霉素相关土壤蛋白含量与有机质、速效钾、碱解氮显著正相关（p<0.05），而AM真菌菌丝生物量（16:1ω5PLFA）与碱解氮极显著正相关（p<0.01）。长期种植毛竹

4、林显著降低了土壤2~0.25mm大团聚体比例（p<0.05），且与AM真菌菌丝生物量极显著正相关（p<0.01）。测序结果表明，毛竹林土壤AM真菌以球囊霉属（Glomus）为优势种群，其次是无梗囊霉属（Acaulospora），长期种植毛竹后土壤球囊霉属相对丰度显著增加而无梗囊霉属显著降低（p<0.05）。非度量多维尺度转换排序（NMDS）分析显示，对照马尾松林与不同种植年限毛竹林土壤AM真菌群落显著区分（p=0.001），土壤含水量（p=0.005）、有效磷（p=0.014）、碱解氮（p=0.001）对AM真菌群落结构变异具有重要贡献。长期种植毛竹显著降低了AM真菌生

5、物量、球囊霉素相关土壤蛋白含量以及2~0.25mm大团聚体比例，并改变了AM真菌群落结构，不利于土壤碳固存和维持生态系统稳定。关键词丛枝菌根真菌；毛竹林；群落结构；磷脂脂肪酸中图分类号S154文献标识码A毛竹（Phyllostachysedulis）是我国分布最广、面积最大和经济价值最高的竹种之一，占全国竹林面积70%左右，并且面积还在不断扩大[1]。毛竹每年通过地下鞭根向周边扩展，产生新的竹林，加上其较高的经济效益驱使一些地区将天然林改造为毛竹林，导致毛竹林范围不断扩张。毛竹林具有重要的生态作用，如保护森林资源、涵养水源、固碳增汇等[2]。毛竹林作为重要的林业碳汇，在

6、缓解全球气候变化方面已经引起广泛的关注。李永夫等[3]研究表明，较高施肥量显著增加毛竹林土壤水溶性碳含量；叶耿平等[4]研究发现，毛竹林土壤平均呼吸速率显著高于阔叶林；徐秋芳等[5]研究发现，毛竹林土壤易氧化有机碳显著高于阔叶林、马尾松林、杉木林。然而，也有大量研究表明，天然林改造成毛竹林后生物多样性下降，植被群落结构会发生明显的变化[6]；长期种植导致毛竹林生产力逐渐下降、养分衰退、土壤微生物群落结构发生改变等[7]，从而影响毛竹林的生态经济效益及可持续发展。14丛枝菌根（Arbuscularmycorrhizae，AM）真菌广泛分布于陆地生态系统，能侵染超过80%的

7、陆生植物根系，与植物形成互惠共生体。AM真菌从植物获取碳水化合物（可利用高达5%~20%的光合作用产物），作为回报，其帮助植物吸收矿质养分和水分[8]。同时，AM真菌还通过促进地上植物净初级生产力、促进土壤团聚体形成、调节土壤呼吸、影响有机质降解以及AM真菌本身生物量累积等途径直接或间接影响土壤碳固存[9-11]。因此，AM真菌在林业生态系统中具有重要的碳汇功能。大量研究表明，AM真菌群落结构及生物量受植被群落、地理因素、人为干扰等诸多因素影响，同时具有时间和空间的异质性[12]。因此，地上植被群落的演替以及经营方式等均会对土壤AM真菌群