摘要
桉树（Eucalyptus spp.）因其适应性强、轮伐期短、产量较高等特性在全球被广泛引种种植，但随之带来的耗水量增加、土壤板结以及林下植物多样性降低等生态问题也引起人们的关注。种植桉树会改变土壤理化性质和微生物量，但对土壤微生物群落结构和功能的影响尚不明确。作为陆地生态系统的重要组成部分，土壤微生物在养分循环、毒素降解、提高植物抗逆性等生态过程中扮演着重要角色，种植桉树如何影响其群落结构和功能是我们亟需回答的问题。本文使用湿筛倾析法和高通量测序方法，对南方次生林改种桉树后不同种植年限（2年、5年、10年）的桉树林土壤中丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF）和细菌的多样性、群落组成和功能等进行了研究，并通过在次生林土壤表层人为放置桉树凋落物，比较了不同时期桉树凋落物对土壤微生物群落结构及其功能的影响。结果如下： （1）种植桉树显著改变了土壤理化性质，不同土壤性质在不同年份间波动较大：土壤pH、有机碳和铵态氮在第2年和第10年显著降低；土壤全钾在种植后逐渐降低，但在第10年显著升高；土壤全磷显著增加，第5年与第10年无明显差异。AM真菌的孢子密度和物种丰富度在种植桉树后显著降低，但在第10年得到恢复。随着种植年份的增加，AM真菌群落组成和结构发生显著变化，Acaulospora属和Funneliforms属在次生林和桉树林中均占据优势，但优势种F.geosporus在桉树种植第2年和第10年时显著增加；S.deserticola在桉树种植后显著增加，而第5年较第2年和第10年显著性降低；Pacispora sp1和Scutellospora sp1只在次生林中存在，而在桉树种植后消失。因子分析表明，土壤pH是影响AM真菌群落的首要因子，其次为全氮、全钾。AM真菌群落多样性没有显著改变。 （2）在种植桉树第5年时细菌的丰富度较次生林显著增加，同时桉树的种植改变了土壤细菌群落的组成和结构，且不同种植年限之间差异显著。在门水平下，种植初期第2年时土壤中Actinobacteria和Firmicutes的相对丰度增加，但在第5年时显著降低；Cyanobacteria和TM6_Dependentiae在桉树种植后显著降低，但随种植年份的增加没有显著变化；在桉树种植后第2年和第10年时Gemmatimonadetes有显著增长。在属水平下，与次生林相比，在桉树种植第5年时Roseiarcus、Acidobacterium和unclassified_f_Acetobacteraceae相对丰度显著降低。土壤速效磷、速效钾、pH、铵态氮是影响细菌群落的主要因子。PICRUSt功能预测结果表明，在桉树种植第5年时，氮素代谢、氨基酸代谢和类脂（化合）物代谢显著高于次生林和第2年、第10年桉树林。桉树种植后，辅因子和维生素代谢显著降低。 （3）桉树凋落物使土壤有机碳、全氮、全磷显著增加，但pH、铵态氮、硝态氮在6个月内没有显著变化。凋落物的添加使土壤AM真菌孢子密度先降低后增加，但其丰富度先增加后降低。桉树凋落物使土壤AM真菌群落结构改变，优势种F.geosporus先降低后有所恢复，A.spinosa和 R.gregaria在凋落物放置后显著性增加。同时，添加凋落物后土壤中AM真菌群落多样性降低，这一过程中土壤全氮、全磷、有机碳、铵态氮等因子具有较大影响。 （4）桉树凋落物的添加显著改变了土壤细菌群落的组成和结构，OTU（Operational Taxonomic Unit）数量随放置时间增加而减少，在第6个月时细菌多样性显著降低。在凋落物放置3个月和6个月时分别有新的OTU出现。在门水平下，Acidobacteria和Firmicutes的相对丰度在凋落物处理6个月后显著增加，Chloroflexi和GAL15的相对丰度在凋落物处理6个月后显著降低；在属水平下，DA111_norank、HSB OF53-F07_norank、Variibacter等在第6个月时显著降低。因子分析表明，土壤中全氮、全磷和有机碳是影响细菌群落结构的重要因素。功能预测结果显示，氮素代谢、氨基酸代谢和糖基生物合成与代谢在放置初期显著降低，甲烷代谢在凋落物添加6个月时显著降低。
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