湘西北土壤微生物群落多样性、结构和功能潜力对原始林转换的响应

摘要

[目的]探明原始林转换对土壤微生物多样性、结构和功能的影响，为科学保育土壤健康提供理论参考。[方法]选取中亚热带典型的原始常绿阔叶林及其转换而来、毗邻分布的人工林、果园、坡耕地和水田为对象，研究土壤细菌和真菌群落多样性、结构和预测功能对原始林转换的响应规律。[结果]原始林转为耕地，土壤细菌多样性增加29%～34%,而转换为园地，土壤真菌多样性降低42%～49%。土壤细菌、真菌预测功能对原始林转换的响应大小和方向取决于特定功能指标和转换后的土地利用方式。与原始林相比，园地和耕地土壤细菌的全局和概述图谱、碳水化合物代谢、辅助因子和维生素代谢功能的相对丰度增加9%～25%,但是土壤跨膜运输、信号传导和原核生物细胞群落功能的相对丰度则降低11%～27%。坡耕地土壤内生真菌-凋落物腐生菌-土壤腐生菌相对丰度比原始林低32%～42%,而土壤动、植物病原菌的相对丰度比原始林高10%～397%。与原始林相比，人工林超过半数的土壤细菌、真菌功能潜力的相对丰度无显著差异。土壤水分与活性有机碳质量分数是调控细菌的潜在功能的关键因子，而土壤真菌功能主要受土壤pH、活性有机碳底物数量和养分有效性的调控。[结论]原始常绿阔叶林转换为杉木人工林相对有利于维持土壤微生物的功能健康，而转为坡耕地，可能增加作物遭受土传病害的风险，可为准确预测区域土壤健康演变和土地合理规划提供理论依据。

关键词

土地利用变化 / 土壤细菌 / 土壤真菌 / 功能预测 / 土传病害

基金资助

湖南省重点研发计划项目(2023NK2026);; 国家自然科学基金项目(41571234);; 湖南省研究生科研创新项目(CX20230708)