不同干扰方式下热带雨林土壤微生物群落自然恢复特征和构建机制

为探明植被自然恢复过程中的森林土壤微生物群落恢复特征和构建机制,本研究利用Illumina高通量测序技术,选择热带雨林经刀耕火种、皆伐和择伐3种干扰方式后自然恢复40～60年的森林类型以及老龄林为对象,研究森林土壤微生物的群落结构及其相互关系,并利用Null模型定量分析确定性过程和随机性过程在微生物群落构建过程中的相对贡献.结果表明,刀耕火种干扰后,全氮、水解性氮和速效钾等土壤理化性质与老龄林无显著差异,但植物多样性仍显著低于老龄林(P＜0.05);土壤细菌的多样性指数与老龄林无显著差异,而土壤真菌的丰富度指数显著低于老龄林(P＜0.05).皆伐和择伐干扰后全氮、有效磷和速效钾等大多数土壤理化性质以及植物多样性显著高于老龄林(P＜0.05),但土壤微生物多样性无显著差异.3种不同干扰方式后的土壤微生物群落结构与老龄林存在显著差异(P＜0.05).分子生态网络分析表明,刀耕火种和皆伐降低了土壤微生物网络复杂性,且土壤细菌的网络结构(总节点数、总连接数和模块性)大于真菌;而择伐增加了土壤微生物网络复杂性.Null模型分析表明,不同干扰类型的土壤微生物群落随机性过程相对贡献(细菌为54.76％～66.58％,真菌为87.62％～93.57％)高于确定性过程(细菌为33.42％～45.24％,真菌为6.73％～12.38％).刀耕火种干扰方式对土壤微生物多样性和群落结构的影响最大,经过较长时间的自然恢复,土壤微生物的多样性得到了较好的恢复,土壤细菌的恢复程度高于真菌,但土壤微生物的群落结构和相互关系仍然存在较大的差异.本研究探讨了不同干扰影响下的森林土壤微生物群落结构及其构建机制,对预测土壤微生物的生态系统功能及其对环境变化的响应具有重要意义.