福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群分析

涂禮堅(jiān)

摘 要：該研究對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)不同植被類型林地的土壤微生物優(yōu)勢(shì)類群進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，不同林地土壤微生物總數(shù)在2.0×105～5.4×106cfu/g。其中，芽孢桿菌數(shù)量為1.0×104～6.2×104cfu/g，優(yōu)勢(shì)種主要有臘狀芽孢桿菌（B. cereus）、圓孢芽孢桿菌（B. globisporus）、多粘芽孢桿菌（B. polymyxa）、巨大芽孢桿菌（B. megaterium）、蕈狀芽孢桿菌（B. mycoides），其中臘狀芽孢桿菌在各林地中所占比例較高，達(dá)14.7%～40.0%。放線菌優(yōu)勢(shì)屬為鏈霉菌屬（Streptomyces），分布于7個(gè)類群中。真菌優(yōu)勢(shì)種群主要有9個(gè)屬，其中木霉（Trichoderma）、青霉（Penicillum）、鐮刀菌（Fusarium）和曲霉（Aspergillus）占比例較高。不同林地之間，細(xì)菌、真菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大，芽孢桿菌數(shù)量以馬尾松林最大，放線菌數(shù)量則以馬尾松林土壤最高。

關(guān)鍵詞：黃楮林；土壤；微生物；優(yōu)勢(shì)菌群

中圖分類號(hào) S154 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）07-0031-3

土壤中存在豐富的微生物資源，不同的土壤系統(tǒng)具有不同的微生物群落。森林中的土壤微生物是整個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量循環(huán)的推動(dòng)者，認(rèn)識(shí)土壤微生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)，對(duì)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量、維持林地的生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的理論和實(shí)際意義。

福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處福建閩清縣西部，與福建南平市延平區(qū)、福建古田縣交界，處于中亞熱帶南緣（北緯26°15'29″～26°22'41″、東經(jīng)118°39'38″～118°51'19″），為戴云山脈低海拔地區(qū)的的重要組成部分。始建于1985年，當(dāng)時(shí)規(guī)格為省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，2003年進(jìn)行了擴(kuò)區(qū)，面積達(dá)12513.3hm2，屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)。2012年1月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，晉升為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，是以保護(hù)福建青岡林、珍稀瀕危的兩棲爬行動(dòng)物種類為重點(diǎn)，兼顧種質(zhì)資源和國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的野生動(dòng)植物物種的保護(hù)，集生物多樣性保護(hù)、科研監(jiān)測(cè)、宣教培訓(xùn)、社區(qū)共管、生態(tài)旅游、多種經(jīng)營(yíng)于一體的公益性自然保護(hù)區(qū)。自2005年以來，筆者多次參與了保護(hù)區(qū)的綜合科學(xué)考察工作，并以保護(hù)區(qū)內(nèi)8個(gè)不同植被類型林地為調(diào)查研究對(duì)象，對(duì)林地土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群進(jìn)行分析，以期為深入了解自然保護(hù)區(qū)生物多樣性及有效保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集 選擇福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)植被類型林地為土壤采集點(diǎn)。利用多點(diǎn)采樣法采集0～20cm土層的土壤，每個(gè)土樣采集1000g，無菌袋收集，在實(shí)驗(yàn)室冰箱中（0～4℃）保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 微生物類群測(cè)定 13種土壤細(xì)菌功能群中，好氣固氮菌、根瘤菌、好氣纖維素分解菌、氨化細(xì)菌、有機(jī)磷分解菌、無機(jī)磷分解菌和硅酸鹽細(xì)菌用稀釋平板法分離計(jì)數(shù)，厭氣纖維素分解菌、亞硝酸細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌和反硫化細(xì)菌用MPN（Most ProbableNumber）法分離計(jì)數(shù)[1-2]。放線菌和真菌分析采用涂抹法接種，稀釋平板法測(cè)數(shù)[3-4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物總數(shù) 對(duì)保護(hù)區(qū)8個(gè)不同林地0～20cm土層的土壤進(jìn)行分析，其結(jié)果見表1。由表1可知，土壤微生物總數(shù)以馬尾松+絲栗栲林最多，達(dá)5.4×106cfu/g，不同林地土壤的細(xì)菌的數(shù)量為1.5×105～5.0×106cfu/g，放線菌數(shù)量為2.3×104～7.4×104cfu/g，真菌數(shù)量為1.7×104～2.5×105cfu/g。不同林地之間，細(xì)菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大，達(dá)5.0×106cfu/g；芽孢桿菌數(shù)以馬尾松林最大，達(dá)6.2×104cfu/g；放線菌數(shù)量以馬尾松枯枝落葉層土壤最高，達(dá)7.4×104cfu/g。真菌數(shù)量則以馬尾松+絲栗栲林最高，達(dá)2.5×105cfu/g。

2.2 芽孢桿菌屬主要優(yōu)勢(shì)種 由表1可知，在福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中，芽孢桿菌（Bacillus）的數(shù)量波動(dòng)幅度相對(duì)較小，在104cfu/g范圍，數(shù)量最多者為馬尾松林，達(dá)6.2×104cfu/g。自然保護(hù)區(qū)內(nèi)芽孢桿菌優(yōu)勢(shì)種主要有5個(gè)（表2），分別為臘狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）、圓孢芽孢桿菌（B. globisporus）、多粘芽孢桿菌（B. polymyxa）、巨大芽孢桿菌（B. megaterium）、蕈狀芽孢桿菌（B. mycoides），其中臘狀芽孢桿菌為主要優(yōu)勢(shì)種之一，在各林地中所占比例達(dá)14.7%～40.0%。

2.3 放線菌優(yōu)勢(shì)種群 經(jīng)鑒定分析，福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中，放線菌的優(yōu)勢(shì)種群包括鏈霉菌屬（Streptomyces）、小單孢菌屬（Micromonospora）和諾卡氏菌屬（Nocardia）等。由表3可知，鏈霉菌屬為主要的優(yōu)勢(shì)屬，在不同林地中，分別占放線菌數(shù)量的78.3%～96.2%，其中以杉木林林地土壤的鏈霉菌屬占放線菌比例最高；小單孢菌和諾卡氏菌比例最高者為甜櫧林和映山紅灌叢，分別為7.1%和6.5%。總體上不同放線菌類群在不同林地變化不大，仍以鏈霉菌為主要類群，鏈霉菌主要分布在7個(gè)類群中（表4），不同林地優(yōu)勢(shì)類群有一定的差別。主要優(yōu)勢(shì)類群為白孢類群，平均出現(xiàn)率25.5%；淡紫灰類群和黃色類群也有較高的分布，分別為18.6%和18.2%。其他類群如粉紅孢類群、灰紅紫類群、燼灰類群等也是常見的類群。

2.4 真菌優(yōu)勢(shì)種群 福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤真菌優(yōu)勢(shì)種群主要由木霉（Trichoderma）、青霉（Penicillum）、鐮刀菌（Fusarium）和曲霉（Aspergillus）組成，共9個(gè)屬中（表5），分布相對(duì)較為廣泛，但不同的林地中主要優(yōu)勢(shì)種群仍有一定的差異。與福建其他保護(hù)區(qū)比較，木霉、青霉、鐮刀菌仍是主要的優(yōu)勢(shì)屬。

3 討論與結(jié)論

林地植被類型是影響林地土壤微生物群落多樣性的最主要因素之一。黃慶輝等[5]對(duì)閩西梅花山自然保護(hù)區(qū)土壤微生物群落分析表明，在不同植被的土壤中，針葉林和灌草地微生物的數(shù)量分布規(guī)律是細(xì)菌>放線菌>絲狀真菌，而闊葉林則為細(xì)菌>絲狀真菌>放線菌。吳則焰等[6]對(duì)武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同植被類型土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和代謝功能多樣性進(jìn)行研究，表明青岡林和米櫧林代表的天然林均明顯優(yōu)于馬尾松林和杉木林代表的人工林。本研究通過對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)福建青岡林、馬尾松+絲栗栲林、杉木林、馬尾松林、青岡林、甜櫧林、毛竹林、映山紅灌叢等8個(gè)不同植被類型林地的土壤的微生物群落分析表明，微生物總數(shù)在2.0×105～5.4×106cfu/g樣品，其中，芽孢桿菌數(shù)量為1.0×104～6.2×104cfu/g，優(yōu)勢(shì)種群分布于臘狀芽孢桿菌和多粘芽孢桿菌等5個(gè)屬；放線菌優(yōu)勢(shì)屬為鏈霉菌屬，分布于7個(gè)類群中。真菌優(yōu)勢(shì)種群主要由9個(gè)屬組成，木霉、青霉、鐮刀菌仍是主要的優(yōu)勢(shì)屬。不同林地之間，細(xì)菌、真菌數(shù)量以馬尾松+絲栗栲林最大，分別達(dá)5.0×106cfu/g和2.5×105cfu/g；芽孢桿菌數(shù)以馬尾松林最大，達(dá)6.2×104cfu/g；放線菌數(shù)量則以馬尾松枯枝落葉層土壤最高，達(dá)7.4×104cfu/g。

土壤微生物群落作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，通過相互競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)調(diào)、驅(qū)動(dòng)養(yǎng)分循環(huán)等作用影響著森林生態(tài)的多樣性。作為全國(guó)成片面積最大的黃楮林自然保護(hù)區(qū)，本研究也僅對(duì)福建雄江黃楮林國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)土壤微生物的優(yōu)勢(shì)類群開展初步分析研究，有關(guān)研究尚需深入。今后將在土壤微生物多樣性與地上植被多樣性之間的關(guān)系、主要林型下土壤微生物生態(tài)分布的季節(jié)性動(dòng)態(tài)等方面做更深入研究。

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[5]黃慶輝，楊淑專.閩西梅花山自然保護(hù)區(qū)森林土壤微生物數(shù)量分布與區(qū)系的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，1991，11（1）：90-97.

[6]吳則焰，林文雄，陳志芳，等.武夷山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)不同植被類型土壤微生物群落特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（8）：2301-2309.

（責(zé)編：張宏民）