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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
杨安娜, 李曾燕, 牟凌, 杨柏钰, 赛碧乐, 张立, 张增可, 王万胜, 杜运才, 由文辉, 阎恩荣
植物生态学报    2024, 48 (3): 377-389.   DOI: 10.17521/cjpe.2023.0172
摘要   (435 HTML64 PDF(pc) (2100KB)(299)  

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。


植被类型 Vegetation type OTU编号 OTU code 门 Phylum 纲 Class 目 Order 节点度 Nodes degree
落叶灌丛
Deciduous shrubland
OTU137 拟杆菌门
Bacteroidetes
腐螺旋菌纲
Saprospirae
腐螺旋菌目
Saprospirales
19
OTU34 酸杆菌门
Acidobacteria
DA052 Ellin6513 19
OTU52 酸杆菌门
Acidobacteria
DA052 Ellin6513 19
落叶阔叶林
Deciduous broadleaf forest
OTU98 变形菌门
Proteobacteria
γ变形菌纲
Gamma proteobacteria
黄单胞菌
Xanthomonadales
54
常绿阔叶林
Evergreen broadleaf forest
OTU104 酸杆菌门
Acidobacteria
DA052 Ellin6513 6
OTU47 WPS-2 - - 6
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表3 大金山岛3种植被类型土壤细菌的相关性网络核心节点
正文中引用本图/表的段落
对网络结构稳定性发挥重要作用的核心节点(连接数最高的节点)在3种植被类型间也存在明显差异(表3)。拟杆菌门(Bacteroidetes)与酸杆菌门(Acidobacteria)一些OTU是落叶灌丛土壤细菌网络的核心节点; 变形菌门(Proteobacteria)的一些OTU是落叶阔叶林土壤细菌网络的核心节点; 酸杆菌门与WPS-2的一些OTU是常绿阔叶林土壤细菌网络的核心节点。
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