不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化微生物群落结构及多样性特征

摘要

探明热带森林土壤反硝化微生物群落结构及多样性,对于理解反硝化引起的N2O排放及缓解全球变暖具有重要意义.本研究以西双版纳3个不同恢复阶段热带森林类型[即白背桐(Mallotus paniculatus,MP)、崖豆藤(Millttia leptobotrya,ML)群落、群落及高檐蒲桃(Syzygium oblatum,SO)群落]为研究对象,揭示土壤nirS型反硝化微生物群落组成及多样性的干湿季变化,分析热带森林恢复过程中土壤理化环境变化对nirS 型反硝化细菌群落的影响.结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度表现为恢复前期高于恢复后期,而脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、嗜盐单胞菌属(Halomonas)和罗思河小杆菌属(Rhodanobacter)表现为恢复后期高于恢复前期;绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)均随恢复年限增加而增加,而贪铜菌属(Cupriavidus)和假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度表现为随恢复年限增加而降低.9 月份各样地新检测出的属数量表现为:SO(19种)＞MP(13种)＞ML(7种).土壤nirS型反硝化微生物群落的Shannon多样性指数表现为:高檐蒲桃群落＞崖豆藤群落＞白背桐群落,且9月(湿季)＞3月(干季).相关分析表明,热带森林恢复引起土壤N库(全氮、NH+4、NO3-)、C 有效性(微生物量碳、易氧化碳)及微气候(土壤含水率与温度)的改变,能够显著影响nirS 型反硝化细菌群落的结构及多样性.主成分分析结果表明,土壤硝态氮、微生物量碳、全氮及易氧化碳是调控不同恢复阶段热带森林土壤nirS型反硝化细菌群落结构及多样性变化的主控因子,其次为土壤水分、温度、水解氮、pH、铵态氮、有机碳、容重及C/N.