摘要
真菌是土壤微生物的重要组成部分,在植物营养、有机质分解和介导疾病等方面发挥着关键作用。营造乡土树种人工林和桉树人工林是我国南亚热带森林经营的常见模式,但土壤真菌群落多样性、结构及功能对乡土树种和桉树人工林的响应特征与机制尚不明确。因此本研究以我国南亚热带 4 个乡土树种人工林(马尾松(Pinus massoniana)、火力楠(Michelia macclurei)、米老排(Mytilaria laosensis)、红锥(Castanopsis hystrix))和外来树种尾巨桉(Eucalyptus urophylla × E. grandis)人工林为研究对象,基于各林分土壤(0~20 cm)18S rRNA的Illumina MiSeq高通量测序数据,利用FUNGuild数据库,比较分析乡土树种与尾巨桉人工林土壤真菌群落多样性和功能类群的差异特性及影响其的主导土壤环境因子。研究结果可为该地区人工造林的树种选择提供科学依据。本研究的主要结果如下: (1)5个研究林分土壤共定义真菌类群31门、51纲、79目、101科和 103 属,其中有 2 个优势菌门(子囊菌门和担子菌门)、7 个优势菌目(伞菌纲未分类目、肉座菌目、散囊菌目、古根菌目、爪甲团囊菌目、粪壳菌目和银耳目)和 10 个优势菌属(伞菌纲未分类属、爪甲团囊菌目未分类属、Archaeorhizomyces 属、银耳目未排名属、肉座菌目未分类属、Incertae_Sedis、发菌科未分类属、粪壳菌目未排名属、子囊菌门未分类属和粪壳菌纲未分类属)。尾巨桉林土壤中的球囊菌门相对丰度(0.12%)显著低于火力楠林(4.04%)和米老排林(0.69%);银耳目相对丰度在尾巨桉林(15.07%)中显著大于红锥林(2.98%)和米老排林(2.31%);米老排林中的古根菌目相对丰度(43.22%)显著大于尾巨桉林(3.74%)(Plt;0.05)。 (2)尾巨桉林土壤真菌群落结构显著不同于乡土树种人工林,且尾巨桉林土壤真菌群落α多样性和生态位宽度高于乡土树种人工林。pH、有机碳和速效磷是显著导致尾巨桉林土壤真菌群落 α 多样性高于乡土树种人工林的环境因素。土壤含水量(SWC)和pH是导致尾巨桉林土壤真菌群落结构与乡土树种人工林间存在显著差异的主要环境因素(Plt;0.05)。 (3)5个林分土壤真菌群落功能有6个营养型(腐生营养型、病理-腐生-共生营养型、共生营养型、病理-腐生营养型、病理-共生营养型和病理营养型)和11个功能类群(未定义腐生菌、内生-植物病原-木材腐生菌、动物病原-寄生-未定义腐生真菌、外生菌根真菌、丛枝菌根真菌、内生-寄生-植物病原真菌、粪腐生-土壤腐生菌、木材腐生菌、植物病原菌、植物病原-未定义腐生真菌和茎腐生-木材腐生真菌)。乡土树种人工林土壤真菌的腐生营养型相对丰度(21.7~76.3%)明显高于尾巨桉林(22.3%),而尾巨桉林中共生营养型相对丰度( 45.7%)明显高于乡土树种人工林(0.1~21.1%)。尾巨桉林中外生菌根真菌的相对丰度(44.7%)显著高于乡土树种人工林(0.1~0.3%),但其丛枝菌根(1.0%)显著低于火力楠林(17.5%)和米老排林(20.8%)(Plt;0.05)。土壤pH是制约尾巨桉林与乡土树种人工林土壤真菌群落功能差异的主要环境因子。 (4)土壤真菌群落结构对真菌群落功能存在显著性影响。稀有门类球囊菌门与共生营养型和差异功能类群丛枝菌根呈极显著正相关(Plt;0.01)。真菌优势目是导致群落功能差异的主要驱动因子,粪壳菌目、肉座菌目和银耳目对大多数营养型(病理营养型、病理-共生营养型、病理-腐生营养型和共生营养型)和功能类群(木材腐生菌、植物病原-未定义腐生菌和动物病原-寄生-未定义腐生菌)存在显著正相关关系(Plt;0.05),爪甲团囊菌目和散囊菌目对丛枝菌根有极显著负影响。 综上,基于土壤真菌群落多样性、结构与功能的视角,培育尾巨桉人工林可以提升该地区土壤真菌α多样性,扩大真菌群落生态位宽度;而营造乡土树种人工林(尤其是火力楠林和米老排林)替代尾巨桉林则能提高土壤肥力,提升土壤生态功能。