摘要
地球上的大多数树木都与丛枝菌根真菌(AM)或外生菌根真菌(EcM)共生,两类菌根树种采取不同的养分获取策略加强与环境间的正反馈,营造有利于自身菌根策略发展的条件。然而,当前在温带森林中广泛分布着 AM 与 EcM 树种的混交林,目前尚不清楚混交林内两类菌根树种的养分获取策略是否存在差异;同时,根际微生物群落作为植物养分获取的重要协助者,两类菌根树种的养分获取策略如何影响根际微生物群落尚不清楚。本研究以中国东北天然次生林中的 5 种 AM 树种(水曲柳 Fraxinus mandshurica、胡桃楸 Juglans mandshurica、黄檗 Phellodendron amurense、青楷槭 Acer tegmentosum、卫矛 Euonymus alatus)和 7 种 EcM 树种(山杨 Populus davidiana、白桦 Betula platyphylla、春榆 Ulmus davidiana、五角槭 Acer pictum、蒙古栎 Quercus mongolica、红松 Pinus koraiensis、落叶松 Larix gmelinii)为研究对象,分析不同菌根类型树种细根性状和根际养分特征对根际微生物群落生活史策略及其网络复杂性的影响。主要研究结果如下: 1.不同菌根类型树种根系性状存在显著差异,但养分含量无显著差异,且根系性状与养分含量存在相关性。AM 树种的比根长、根系氮、磷含量高于 EcM 树种, 根组织密度与根直径在两类菌根树种间无显著差异;养分含量方面,两类菌根树种的根际养分含量无显著差异,根系氮含量与根际铵态氮显著负相关,与微生物生物量氮显著正相关。 2. 不同菌根类型树种特定微生物群落丰度、微生物生活史策略差异显著,但根际微生物多样性无显著差异。在根际微生物群落组成方面, EcM 树种根际拟杆菌门(Bacteroidota)丰度显著高于 AM 树种,而 AM 树种根际罗兹菌门(Rozellomycota)丰度显著高于EcM树种;依据微生物群落丰度划分生活史策略后,AM树种根际微生物更倾向A策略,EcM树种更倾向Y策略。此外,不同菌根类型树种腐生真菌生活史策略的差异比细菌更显著,腐生真菌生活史策略受树木根系策略与根际铵态氮含量的综合调控,细菌生活史策略受根际有效磷含量的影响。 3.不同菌根类型树种根际微生物网络复杂性及其影响因素不同,但微生物多样性无显著差异。AM 树种的根际微生物网络模块化程度更高,EcM 树种的根际微生物网络更复杂,且 EcM 树种根际细菌负凝聚力显著强于 AM 树种;EcM 树种根际细菌凝聚力与根系性状无关,但与根际无机氮与有效磷含量显著负相关,AM 树种根际细菌凝聚力与比根长显著正相关,但与根际养分含量无关。 上述研究表明,温带混交林中的两类菌根树种在根系和微生物群落中均存在生态位分化,且菌根类型影响了树木对微生物网络复杂性的作用机制,这将为今后更精确地模拟气候变化对植物-微生物互作及生态系统功能的影响提供理论依据。