摘要
土壤中蕴含着极其丰富的微生物资源,其在生态系统的物质循环和能量流动上发挥着不可或缺的作用。这对探究微生物多样性和群落对于微生物资源化利用、生态系统保护以及应对气候急剧变化等全球性环境问题具有十分重要的理论和实际意义。 目前对于我国森林土壤微生物沿海拔梯度的研究主要集中于森林表层,但是深层土壤微生物研究很少且存在争议。因此急需对森林土壤微生物在海拔和土层间进行综合性研究。安徽黄山自然保护区以其亚热带气候,有着丰富的生物资源,为本研究提供了理想场所。本论文以九龙峰森林保护区(500~1100 m)海拔梯度上的四个海拔下的两个土层的土壤样品为研究对象,利用二代测序技术,结合土壤和植被信息,对土壤细菌和真菌的多样性及群落结构进行了综合研究。 主要结果如下: 1、土壤细菌多样性随海拔呈现U型格局,表层多样性大于次表层,且土层间群落优势物种不同;土壤pH和速效钾,分别对土壤表层和次表层的细菌多样性有显著影响;细菌群落结构在海拔和土层间均存在差异,且土层的影响大于海拔,土壤活性有机碳是影响表层细菌群落最显著的驱动因子,而表层细菌群落的驱动因素为海拔;不同海拔在不同土层土壤中的细菌群落构建过程都主要以随机过程为主导。 2、土壤真菌多样性随海拔升高无固定模式,土层间也无显著差异;土层间优势菌门类有差异;海拔、pH 和含水量为次表层真菌多样性的限制因子,表层则无;土壤真菌群落在除去高海拔样点后有结构出现显著差异;土壤速效钾是影响表层真菌群落的主要驱动因子,次表层则无;真菌群落在海拔间和土层中均以随机性过程均为主导,次表层以扩散限制为主,表层为非主导过程,在高海拔处同质化扩散明显。 3、土壤细菌和真菌群落在不同海拔土层下的网络拓扑性质均有差异,相对于次表层细菌共存网络在表层更加复杂,而真菌却相反。不同土层间微生物因其所处环境及自身功能不同导致关键物种不同,并且在不同土层间发挥着不同的生态功能作用。 综上所述,本论文以土壤细菌和真菌的多样性、群落构建、驱动因素及网络关键物种识别等多个方面,综合分析了不同海拔下表层和次表层的土壤微生物,强调了随机过程在土壤微生物构建过程中的重要性,不同土层间微生物海拔模式的不同,网络及关键物种具有较大差异,为亚热带森林生态系统中土壤微生物群落的驱动机制提供科学依据。