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上海大金山岛不同植被类型土壤细菌群落的变异
植物生态学报
2024, 48 (3):
377-389.
DOI: 10.17521/cjpe.2023.0172
揭示次生演替过程中土壤细菌群落对植被类型变化的响应格局, 有助于深化对生态系统地上地下相互作用机制的理解。该研究以上海大金山岛处于演替前、中和后期的落叶灌丛、落叶阔叶林和常绿阔叶林为对象, 通过测定土壤碳、氮、磷含量以及土壤细菌群落特征, 分析土壤细菌多样性、类群关系网络结构和标志性类群如何随植被演替而更替。结果发现: 土壤养分含量在常绿阔叶林显著高于落叶阔叶林, 但土壤细菌多样性在落叶阔叶林显著高于常绿阔叶林, 土壤养分含量和细菌多样性在落叶灌丛处于中等水平。土壤细菌的相关性网络节点、密度和复杂性在落叶阔叶林最高, 在落叶灌丛中等, 在常绿阔叶林最低。落叶灌丛和落叶阔叶林的优势土壤细菌分别为根瘤菌目(Rhizobiales)和伯克氏菌目(Burkholderiales)等具有潜在固氮功能的类群, 常绿阔叶林的优势土壤细菌为黄单胞菌目(Xanthomonadales)和嗜热芽菌目(Thermogemmatisporales)等具有潜在致病和抗病性功能的类群以及酸杆菌目(Acidobacteriales)等与纤维素降解相关的类群。该结果表明: 海岛植被演替过程中, 植物种类组成和土壤养分供给性的改变会极大地重塑土壤细菌多样性、群落组成、互作网络结构和标志类群。海岛常绿阔叶林显著更低的土壤细菌多样性、趋于松散简化的细菌网络结构以及具有潜在致病和抗病功能的标志类群的出现, 说明了顶极群落地下部分对地上部分退化趋势的响应。 ![]() View image in article
图3
大金山岛3种植被类型土壤细菌类群相关性网络。任意两点连线说明可操作分类单元(OTU)之间相关性显著(p < 0.05), 红色代表显著正相关, 蓝色代表显著负相关。DF, 落叶阔叶林; DS, 落叶灌丛; EF, 常绿阔叶林。d, 网络直径; D, 密度; l, 路径长度; n, 节点数。
正文中引用本图/表的段落
3个植被类型的土壤细菌标志类群采用线性判别分析(LEfSe), 首先利用Kruskall-Wallis检验, 分析变量在不同组间是否存在差异分布, 将显著的结果进行成对的Wilcoxon检验, 构建线性判别分析(LDA), 模型分析与制图在Galaxy平台(
3种植被类型土壤细菌类群间的相关性网络结构具有明显差异。与土壤细菌丰富度趋势类似, 土壤细菌网络的节点数(一个节点即一个OTU)在落叶阔叶林最高, 常绿阔叶林次之, 落叶灌丛最低(图3), 路径长度在落叶类型大于常绿类型。落叶阔叶林的土壤细菌网络直径, 尤其是网络密度高于落叶灌丛和常绿阔叶林, 土壤细菌网络中正向相关性(图3中红色部分比例)的比例也是落叶阔叶林最高。
本文的其它图/表
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