林业科学

作者：祝琳1,聂立水1,史策1,黄梦遥1,牛鑫1,张润哲1,张兆德1,魏一凡1,王登芝1,杨昊2,聂浩亮3,王江4,薄慧娟5

单位：1. 北京林业大学　森林培育与保护教育部重点实验室　北京 1000832. 珠海市自然资源局　珠海 5190003. 河北农林科学院农业资源与环境研究所　石家庄 0500514. 成都市青白江区农业农村局　成都 6103005. 山西农业大学资源环境学院　晋中 030000

关键词：华北暖温带,林型,nirK基因')">nirK基因,反硝化微生物,微生物群落组成,微生物群落多样性

基金：北京市科委对接国家2030京津冀环境综合治理重大工程项目（Z181100005318004）

目的: 探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子，为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。方法: 在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型，分别设置3块（20 m× 20 m）标准地进行调查，采集0~20 cm表层混合土样，分析土壤性质并提取土壤微生物总DNA，PCR扩增反硝化过程关键酶亚硝酸盐还原酶的编码基因nirK片段，采用第2代高通量测序分析不同林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成和多样性，探究林型和土壤性质对反硝化微生物群落特性的影响。结果: 1） 从油松林、山杨林和蒙古栎林9个土壤样本中共得到nirK基因有效序列993401条、优质序列770328条。3种林型土壤nirK基因共检测出7门78属，在已鉴定的微生物中各林型优势菌为变形菌门，其相对丰度在3种林型中均达50%，在油松林中最高为58.2%；优势属主要为慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属和红假单胞菌属，总相对丰度达50%以上，其中核心菌属为慢生根瘤菌属。2） nirK型反硝化微生物α多样性分析显示，油松林Shannon（7.59±0.56）、Simpson（0.98±0.01）、Chao1（2164.24±214.08）指数均显著高于山杨林（5.23±0.26、0.89±0.02、1650.56±136.69）和蒙古栎林（5.76±0.38、0.93±0.02、1621.36±156.70）（P<0.05）。基于Bray-Curtis距离算法并采用PCoA分析显示，不同林型土壤反硝化微生物群落组间差异大于组内。3） 林分因子、土壤性质与土壤反硝化微生物的冗余分析结果表明，土壤碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响nirK型反硝化微生物群落组成的关键因子（P<0.05）。结论: 北京松山油松林、山杨林和蒙古栎林土壤nirK型反硝化微生物群落组成、多样性存在明显差异，林型与碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响土壤nirK型反硝化微生物群落特征的重要因素。

来源：2024年第5期

《林业科学》期刊编辑部

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