林分改变驱动的优势菌根真菌类型变化影响土壤有机碳积累

马尾松林(PinusmassonianaLamb.)是典型的外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)优势林,但是近年来受到松材线虫病的影响,生态服务功能下降,逐渐被丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)占优势的阔叶林所替代,但亚热带地区马尾松林转变为阔叶林过程中,优势菌根类型的改变对土壤有机碳积累的影响仍不清楚。以建德市马尾松林和阔叶林为研究对象,通过高效液相色谱和中性脂肪酸、磷脂脂肪酸等技术,测定优势菌根真菌生物量、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量以及土壤胞外酶活性和微生物群落特征。结果表明:AM真菌占优势的阔叶林(AMD)取代ECM真菌占优势的马尾松林(ECMD),土壤有机碳显著提高了36.81%,微生物碳利用效率(CUE)显著提高了53.85%,AM真菌生物量提高了25.57%,ECM真菌生物量下降45.04%,并且ECM真菌占优势的马尾松林受到更严重的氮限制。磷脂脂肪酸分析显示,相比于AM真菌占优势的阔叶林,ECM真菌占优势的马尾松林革兰氏阳性细菌(G^(+))以及革兰氏阳性与阴性细菌之比(G^(+)/G^(–))分别显著下降了21.47%和6.46%。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,AM真菌占优势和ECM真菌占优势的森林之间土壤微生物群落结构存在显著差异(P<0.05),其中AM真菌生物量和土壤有机碳与微生物群落结构变异显著相关。GRSP含量下降以及不同类型菌根真菌招募微生物类群不同是导致ECM真菌占优势森林土壤有机碳下降的重要原因。因此,亚热带地区马尾松林被阔叶林替代后增加森林土壤有机碳含量,提高森林碳汇功能。

不同优势菌根类型转变对土壤团聚体组成及性状的影响

【目的】马尾松Pinus massoniana林向阔叶林转变驱动优势菌根类型由外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)转向丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)。不同类型菌根由于其菌丝生物量和分泌物的不同,对土壤团聚体的影响可能存在差异,研究优势菌根类型转变对土壤团聚体组成的影响具有重要的生态学意义。【方法】通过野外调查采样,分析了不同优势菌根类型林分土壤不同粒级团聚体的占比及碳氮质量分数、菌根真菌生物量和胞外酶活性等。【结果】与ECM占优势的马尾松林相比,AM占优势的阔叶林在土壤团聚体的组成、稳定性及碳氮质量分数上存在显著差异,大团聚体(直径d>250μm)比例和平均质量直径显著升高(P<0.05),而粉黏粒(d<53μm)占比显著降低(P<0.05)。此外,大团聚体碳氮比显著降低(P<0.05),所有粒级团聚体中β-葡萄糖苷酶活性与β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性均显著降低(P<0.05)。大团聚体中易提取态球囊霉素相关土壤蛋白和总球囊霉素相关土壤蛋白趋于升高,微团聚体(d为53~250μm)和粉黏粒中易提取态球囊霉素相关土壤蛋白、总球囊霉素相关土壤蛋白和麦角固醇质量分数则显著降低(P<0.05)。随机森林结果显示:团聚体有机碳质量分数主要与易提取态球囊霉素相关土壤蛋白、总球囊霉素相关土壤蛋白、ECM生物量和酶活性的变化有关(P<0.05)。【结论】在ECM占优势的马尾松林转变为AM占优势的阔叶林的过程中,土壤团聚体的稳定性显著升高,菌根生物量是团聚体有机碳质量分数变异的重要影响因子。