亚热带4种典型森林植被土壤固碳细菌群落结构及数量特征

摘要

为研究亚热带不同森林植被类型土壤固碳微生物特征及其影响因子,选取毛竹林(Moso banboo groves)、阔叶林(Broad-leaved forest)、杉木林(Chinese fir forest)和马尾松林(Masson pine forest)等4种森林植被为研究对象,以cbbL为固碳细菌指示基因,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)和MiSeq高通量测序为研究手段.结果表明,4种林分土壤的细菌16S rRNA基因和固碳细菌cbbL基因丰度范围分别是5.40×1010～2.81×1011 copies·g–1干土和4.55×108～3.53×109 copies·g–1干土,其中毛竹林显著高于其他三种林分(P<0.05);基因丰度显著关联的环境因子是阔叶林土壤的有效磷、不同土层的pH(P<0.05).杉木林土壤固碳细菌多样性显著低于其他3种林分(P<0.05),其亚表层土壤高于表层(P<0.05);双因子分析表明,林型、土层之间土壤固碳细菌多样性均存在显著或极显著差异.所有土壤具有相似的优势属但相对丰度不同,其中毛竹林和杉木林土壤的甲基化石油杆菌属(Methylibium)和诺卡菌属(Nocardia)占比明显高于阔叶林和马尾松林.冗余分析结果显示,不同林分土壤pH、土壤有机碳、有效磷、全氮差异是影响土壤固碳细菌群落特征形成的主要因素.综上,4种植被对土壤固碳微生物数量及群落结构多样性影响明显,从土壤理化性质、固碳细菌基因丰度、多样性以及结构特征等多维度结果证明,毛竹林对土壤肥力以及固碳细菌影响效果最好,固碳微生物对毛竹林土壤有机质积累贡献大于阔叶林,定量结论有待进一步研究.