林业科学

作者：周龙1,4,张麦芳2,董强2,朱慧男1,3,*,刘金良1,4,*

单位：1. 西北农林科技大学林学院　陕西省林业综合重点实验室　杨凌 7121002. 陕西省林业科学院黄土高原水土保持与生态修复国家林业和草原局重点实验室　西安 7100163. 秦岭大熊猫研究中心(陕西省珍稀野生动物救护基地)　西安 7100824. 陕西黄龙山森林生态系统定位观测研究站　延安 715701

关键词：油松-辽东栎混交林,微生物残体碳,磷脂脂肪酸,碳降解基因,微生物CAZyme家族

基金：国家自然科学基金青年项目（32201548）；陕西林业科技创新青年人才培育专项（SXLK2023–06–1）。

目的: 以陕西黄龙山林区油松-辽东栎混交林为研究对象，并以油松和辽东栎纯林为对照，分析不同林分类型下土壤微生物源碳（活体碳和残体碳）变化特征，探究油松-辽东栎混交林相较于纯林对土壤微生物源碳积累的影响，阐明驱动其变化的关键微生物功能机制，揭示调控该过程的关键环境因子。方法: 采用磷脂脂肪酸（PLFA）法测定微生物活体碳含量，氨基糖法测定微生物残体碳含量；运用微生物宏基因组测序技术，与Carbohydrate-Active enZYmes Database (CAZyme)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)数据库进行比对，获得并分析微生物碳分解功能基因特征；借助Mantel test分析，探究碳分解功能基因、土壤养分和微生物源碳的互作关系。基于数据分布特性，采用参数检验与非参数检验相结合的方法进行组间差异显著性分析和多重比较；数据统计分析与可视化使用R v4.2.1软件完成。结果: 1） 与油松和辽东栎纯林相比，油松-辽东栎混交可显著提高细菌（革兰氏阳性菌37.5%~54.9%）、真菌（子囊菌和担子菌35.7%~42.5%、丛枝菌根真菌23.7%~95.8%、接合菌57.8%~89.9%）和微生物（37.7%~55.1%）活体碳含量。2） 油松-辽东栎混交可显著提高土壤细菌残体碳含量（45.0%~56.7%）和微生物残体碳含量（20.2%~28.4%），并提升细菌残体碳（44.3%~59.9%）、真菌残体碳（15.3%~30.6%）和微生物残体碳（19.3%~34.7%）对有机碳库的贡献。3） 油松-辽东栎混交林下分解植物源碳（半纤维素、纤维素和木质素）和细菌源碳（肽聚糖）的CAZyme酶基因相对丰度介于油松纯林和辽东栎纯林之间，分解几丁质的CAZyme酶基因相对丰度高于纯林；KEGG碳分解功能基因表现出相似趋势。4） 细菌残体碳含量与放线菌活体碳含量（R = 0.65，P< 0.01）、厚壁菌活体碳含量（R = 0.60，P< 0.01）、革兰氏阴性菌活体碳含量（R = 0.67，P< 0.01）显著正相关；真菌残体碳含量与子囊菌和担子菌活体碳含量（R = 0.53，P< 0.05）、丛枝菌根真菌活体碳含量（R = 0.63，P< 0.05）、接合菌活体碳含量（R = 0.74，P< 0.01）显著正相关；微生物活体碳含量和残体碳含量均受土壤速效磷（AP）含量的显著影响；真菌活体碳含量∶细菌活体碳含量比值和真菌残体碳含量∶细菌残体碳含量比值均分别与分解植物源碳的CAZyme酶基因相对丰度和分解细菌源碳的CAZyme酶基因相对丰度显著正相关（P < 0.01）。结论: 油松-辽东栎混交能够显著提高细菌、真菌及微生物活体碳和残体碳含量，提升细菌残体碳、真菌残体碳和微生物残体碳含量对有机碳库的贡献。油松-辽东栎混交林中CAZyme酶基因相对丰度和碳降解功能基因绝对丰度介于油松纯林和辽东栎纯林之间，真菌活体碳含量∶细菌活体碳含量比值和真菌残体碳含量∶细菌残体碳含量比值均受CAZyme酶基因相对丰度和碳降解功能基因绝对丰度的影响。土壤中磷的有效性是影响微生物活体碳和残体碳积累的关键因素。

来源：2025年第12期

《林业科学》期刊编辑部

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