毛竹入侵替代阔叶林后土壤有机碳矿化与微生物群落特征的演变

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土壤微生物驱动了植物与入侵地土壤的相互作用,影响着入侵植物的适应性与竞争力。为探明毛竹入侵替代阔叶林后对土壤有机碳矿化与微生物群落特征的影响,本研究结合野外和盆栽试验,通过室内培养法比较分析毛竹与阔叶林(树)土壤的有机碳矿化速率和累计矿化量,并结合末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)、荧光定量PCR技术与高通量测序,分析土壤细菌、真菌群落组分与数量特征,以期探究毛竹入侵过程中细菌、真菌群落在土壤有机碳矿化中扮演的角色。野外试验的研究结果表明:1.毛竹入侵增加了土壤p H、有机碳、微生物生物量碳和水溶性碳的含量。并且毛竹林土壤有机碳矿化总量在秋季比阔叶林土壤高81%。2.毛竹林土壤的细菌、真菌丰度均高于阔叶林土壤,其中毛竹林土壤真菌丰度在春季与秋季比阔叶林土壤分别高20%与80%,并与碳矿化呈正相关。毛竹林与阔叶林土壤细菌、真菌的群落组分明显不同,细菌群落组分季节性差异显著,真菌群落表现出不同林分即入侵前后的差异性。冗余分析结果表明,毛竹林与阔叶林土壤真菌群落组分受p H、有机碳矿化量、微生物熵碳、蔗糖酶活性的显著影响,并且毛竹林真菌群落组分与碳矿化的关联更为紧密。盆栽试验的研究结果表明:1.与种植阔叶树种的土壤相比,种植毛竹的土壤p H、有机碳、微生物生物量碳含量、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶的活性均更高。并且种植毛竹的土壤有机碳矿化总量比种植香樟、木荷、青冈的土壤高10%、33%和22%。2.种植毛竹的土壤真菌群落丰度比种植香樟、青冈的土壤高63%和140%,但前者真菌群落多样性显著低于种植阔叶树种的土壤。主坐标分析与冗余分析的结果显示土壤细菌群落组分对树种的响应比真菌群落更加敏感;与细菌群落相比,真菌群落与p H、有机碳含量、碳矿化速率更为相关,并且种植毛竹的土壤真菌群落与碳矿化呈正相关关系。综上所述,本研究表明毛竹林与种植毛竹土壤的碳矿化量均高于阔叶林与种植阔叶树种的土壤,土壤真菌群落的演替是驱动碳矿化量增加的重要原因。
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