梵凈山典型植被類型的根系真菌群落結(jié)構(gòu)及功能類群特征研究

劉敏　李龍　李海波等

關(guān)鍵詞：植被類型；FUNGuild;根系真菌；功能類群；細(xì)根性狀

中圖分類號：S718.81 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-1498（2023）01-0047-12

梵凈山地處熱帶、亞熱帶生物區(qū)系向溫帶生物區(qū)系的生態(tài)交錯(cuò)區(qū)，由于獨(dú)特的地理位置、復(fù)雜的生物和生態(tài)演化過程、多樣化的植物類群特征、眾多地方特有和瀕危動植物種類等特點(diǎn)，引起國內(nèi)外不同領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究涉及到土壤理化性質(zhì)、物種種類及多樣性、珍稀瀕危物種種群結(jié)構(gòu)特征等多個(gè)方面。關(guān)于地下微生物群落的研究則集中在叢枝菌根真菌，對真菌群落結(jié)構(gòu)及功能類群特征尚無系統(tǒng)報(bào)道。真菌特別是某些功能類群在促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)、增強(qiáng)植物對礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收、提高植物對生物和非生物脅迫的耐受性、維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力等方面發(fā)揮著重要作用。此外，真菌群落組成不僅受土壤理化性質(zhì)、氣候等非生物因素影響，其對植物種類、群落組成和多樣性等生物因素也較為敏感，而植被類型可通過影響非生物和生物因素作用于真菌群落。尤為特殊的是，不同植被類型還會塑造特定的真菌功能類群：Tedersoo等通過對全世界范圍內(nèi)不同植被類型的土壤真菌群落進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，外生菌根真菌在溫帶落葉林中較為豐富，熱帶潮濕雨林和熱帶干旱森林中植物病原菌更為多樣；Liu等發(fā)現(xiàn)在中國東部森林地區(qū)，溫帶森林以外生菌根真菌為主，熱帶和亞熱帶森林中具有豐富的叢枝菌根真菌和植物病原菌；Sheng等研究了神農(nóng)架山地森林生態(tài)系統(tǒng)中的土壤真菌功能類群，發(fā)現(xiàn)外生菌根真菌在落葉闊葉林、針闊混交林和針葉林中尤為豐富，植物病原菌一木腐生菌主要出現(xiàn)在常綠闊葉林，植物病原菌和寄生性真菌在山頂灌叢中具有較高相對豐度。菌在山頂灌叢中具有較高相對豐度。

梵凈山擁有的典型植物區(qū)系過渡性及地球上同緯度保存完好的森林生態(tài)系統(tǒng)，為豐富且獨(dú)特真菌種類的形成創(chuàng)造良好生存條件。此外，由于水熱條件等差異造就了梵凈山多樣且分異明顯的植被類型，為探討植被類型與真菌群落間的關(guān)系提供了天然理想實(shí)驗(yàn)室。本研究以梵凈山國家級自然保護(hù)區(qū)典型且具有代表性的常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林及位于山頂附近的亞高山矮林3種森林植被類型為研究對象，分析真菌群落結(jié)構(gòu)和功能類群特征與植被類型間的關(guān)系，探討土壤性質(zhì)、細(xì)根性狀和葉性狀對真菌群落的影響。研究結(jié)果可為后續(xù)探討亞熱帶地區(qū)不同植被類型樹種的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制及地上和地下部分的養(yǎng)分交換策略提供來自于地下真菌群落方面的數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況及樣本采集

研究區(qū)域位于梵凈山國家級自然保護(hù)區(qū)（27°46′50″N～28°1′30″N，108°35′55″E～108°48′30″E）內(nèi)，地處貴州銅仁市江口縣、印江自治縣、松桃自治縣交界處，面積約為419 km²。亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫16℃，年平均降雨量1300 mm，平均相對濕度80%以上，土壤以山地黃壤和黃棕壤為主。植被類型豐富，具有代表性和面積較大的是常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林，前者主要植物種類為栲（Castanopsisfargesii Franch.）、米櫧（C.carlesii（Hemsl.）Hayata.）、巴東櫟（Quercus engleriana Seem.）、山茶（Camellia japonica L.）等，后者植物種類包括水青岡（Fagus longipetiolata Seem.）、貴州青岡（Cyclobalanopsis argyrotricha （A.Camus）Chun et Y.T.Chang ex Y.C.Hsu et H.W. Jen）和扇葉槭（Acer flabellatum Rehd.）等。亞高山矮林是位于山頂附近的特殊植被類型，以吊鐘花（Enkianthus quinqueflorus Lour.）、耳葉杜鵑（Rhododendron auriculatum Hemsl.）和長萼杜鵑（Rhododendron longicalyx Fang f.）等杜鵑花科植物為主。

在常綠闊葉林海拔600m處、常綠落葉闊葉混交林海拔1500 m處和亞高山矮林海拔2200 m處分別垂直于海拔高度設(shè)置1條100 m的樣方線，每隔10 m設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，中心象限法采集樣本，即在每個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)置4個(gè)方向，選擇距離采樣點(diǎn)最近的2個(gè)樹種（起測胸徑為2cm），去除表層石塊和落葉等雜物，從樹干開始挖掘完整根系，抖落法收集根際土壤。由于部分采樣點(diǎn)樹木生長在坡度較大區(qū)域或巖石縫隙中，采集根系和土壤極為困難，僅48個(gè)樣本用于后續(xù)分析（每種植被類型16個(gè)）。其中，常綠闊葉林中，栲5個(gè)，巴東櫟4個(gè)，山茶3個(gè)，黃丹木姜子（Litsea elongata （Wall.ex Nees） Benth.et Hook.f.）2個(gè)，四照花（Cornus kousa subsp.chinensis（Osborn）Q.Y.Xiang）1個(gè)，柃木（Eurya japonica Thunb.）1個(gè)；常綠落葉闊葉混交林中，貴州青岡5個(gè)，水青岡4個(gè)，多脈青岡（Cyclobalanopsis multinervis W.C.Cheng＆T.Hong）3個(gè)，云山青岡（C.sessilifolia （Blume） Schottky）3個(gè)，青岡（C.glauca （Thunberg） Oersted）1個(gè)；亞高山矮林中，耳葉杜鵑8個(gè)，吊鐘花6個(gè)，長萼杜鵑2個(gè)。同時(shí)，在每個(gè)植株上隨機(jī)摘取20片向陽、完全展開、沒有病蟲害的葉片，用于葉性狀指標(biāo)分析。根系樣本裝在放有干冰的泡沫箱運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，一部分保存在4℃冰箱用于分析根性狀指標(biāo)，另一部分保存在-70℃冰箱用于真菌測定。

1.2細(xì)根性狀、葉性狀和土壤理化性質(zhì)分析

根系用自來水清洗掉附著土壤后，依據(jù)Pregitzer等根序分級法，按照序級進(jìn)行分級，前兩個(gè)序級歸為吸收根并進(jìn)行分離。EPSON Perfection V700（EPSON America Inc.）掃描細(xì)根樣本，根系圖像分析軟件WinRhizo（Regent Instruments Inc.，Quebec，Canada）分析掃描的圖片獲得平均根直徑/mm、根長/cm、根表面積／cm²和根體積／cm³。將掃描過的細(xì)根稱量質(zhì)量后，放入信封袋在70℃下烘48 h，再次稱量質(zhì)量得到根生物量／g。計(jì)算比根長（根長／生物量），（cm·g^-1）、根比表面積（根表面積／生物量），（cm²cm·g^-1）、根組織密度（生物量，根體積），（g·g^-3）和根干物質(zhì)含量（根干質(zhì)量，根鮮質(zhì)量）／（g·g^-1）。

葉片放平整后利用Nikon Coolpi×5000數(shù)碼相機(jī)（Nikon Corp.，Tokyo，Japan）拍照，ImageJ（Systat Software Inc.，Richmond，CA）軟件計(jì)算葉面積／cm²。稱重后，在70℃下烘72 h，再次稱量質(zhì)量得到葉生物量，g。計(jì)算比葉面積（葉面積／葉生物量），（cm²·g^-1）和葉干物質(zhì)含量（葉干質(zhì)量／葉鮮質(zhì)量）／（g·g^-1）。

所有土壤、細(xì)根和葉樣本均重復(fù)測定3次。土壤pH測定采用pH計(jì)法（土水比例1：2.5）；土壤、細(xì)根和葉碳、氮含量測定利用CN元素分析儀（Vario EL Ⅲ，Hanau.Germany）;土壤全磷測定采用HClO₄-H₂SO₄消煮一鉬銻抗比色法，細(xì)根和葉磷含量測定采用H2S04-H202消煮一鉬銻抗比色法。

1.3根系DNA提取、PCR擴(kuò)增和測序

根系用蒸餾水沖洗10 min后，70%乙醇浸泡1min，3.3%次氯酸鈉浸泡3min，75%乙醇浸泡30 s，無菌水反復(fù)沖洗后驗(yàn)證消毒效果。滅菌后根系用液氮冷凍研磨，DNeasy Plant Mini Kit（Qiagen Gmbh， Hilden， Germany）提取DNA，0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA提取質(zhì)量，紫外分光光度計(jì)（Thermo Fisher Scientific，MA，USA）準(zhǔn)確定量DNA濃度。真菌rDNA-ITS保守區(qū)引物ITSIF12（5-GTGARTCATCGAATCTTTG-3）和ITS2 （5-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3）進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增體系包括12.5μL Phusion（R）Hot Start Flex 2X Master Mix（New England Biolabs，Ipswich，USA）、10 μmoKl·L^-1正向引物和反向引物各2.5 pL、Genomic DNA 50 ng，補(bǔ)充滅菌超純水到25 pL。擴(kuò)增條件：98℃預(yù)變性30 s；98℃變性10 s，54℃退火30 s、72℃延伸45 s，共35個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物利用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測，AxyPrepPCR Cleanup Kit（Axygen Biosciences， CA， USA）純化，Quant-iTTM PicoGreen^TMdsDNA Assay Kit（Thermo Fisher Scientific，MA，USA）定量濃度，Illumina MiSeq平臺測序。

1.4生物信息學(xué)分析和真菌功能預(yù)測

DADA2（divisive amplicon denoisingalgorithm）進(jìn)行序列拼接、去除錯(cuò)誤堿基序列、去掉barcode和引物序列、過濾嵌合體后，Ribosomal Database Project （RDP）Naive Bayesian Classifier得到擴(kuò)增序列變異（amplicon sequence variants，ASVs）。ASVs相當(dāng)于以100%相似度聚類OTUs（operational taxonomic units），但與OTUs比，具有較高數(shù)據(jù)精確度與物種分辨率。在UNITE數(shù)據(jù)庫中比對，得到序列注釋信息，F(xiàn)UNGuildc比對和解析真菌營養(yǎng)型和功能類群，置信度為“極可能”（highly probable）和“很可能”（probable）等級的功能分組被用于后續(xù)分析。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

混合效應(yīng)模型探討植被類型對土壤理化性質(zhì)、細(xì)根性狀、葉性狀、和真菌α多樣性指數(shù)的影響，植被類型為固定因子，樹種為隨機(jī)因子，并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜌埐畹恼龖B(tài)性、齊性和獨(dú)立性，若不滿足則對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。LEfSe（http：//huttenhower.sph.harv-ard.edu/lefse/）判別不同植被類型間真菌的顯著差異類群。非度量多維標(biāo)度（nonmetric multidimensional scaling，NMDS）排序和置換多元方差分析（permutational multivariate analysis of variance，PERMANOVA）對不同植被類型間真菌群落組成進(jìn)行比較，Kruskal-Wallis test和Wilcoxon signed-rank tests判別植被類型間真菌Bray-Curtis相異性指數(shù)的高低。植被類型、樹種、細(xì)根性狀、葉性狀和土壤性質(zhì)對真菌α多樣性指數(shù)影響的相對重要性基于ABT（aggregated boosted tree）分析，并計(jì)算其與真菌α多樣性指數(shù)的Pearson相關(guān)性。降趨勢對應(yīng)分析（detrended correspondence analysis，DCA）檢驗(yàn)真菌數(shù)據(jù)為單峰分布還是線性分布，DCA排序軸梯度長度最大值為2.657，小于3.0，選擇線性排序模型中的冗余分析（redundancy analysis，RDA）探討影響真菌群落的因子；執(zhí)行RDA前，對所涉及解釋變量進(jìn)行前向選擇。方差分解分析評估植被類型、土壤性質(zhì)、細(xì)根性狀和葉性狀對真菌群落影響的大小。除特別說明外，統(tǒng)計(jì)分析均在R中完成。

2結(jié)果

2.1不同植被類型根系真菌群落特征概況

48個(gè)根系樣本共得到5 103個(gè)ASVs，屬于9門、193科和385個(gè)屬（不包括unidentified fungi）。子囊菌門（Ascomycota）和擔(dān)子菌門（Basidiomycota）為優(yōu)勢門，占全部ASVs數(shù)的89.93%。小蔓毛殼科（Herpotrichiellaceae）、球囊霉科（Glomeraceae）和柔膜菌科（Helotiaceae）為優(yōu)勢科，晶杯菌科（Hyaloscyphaceae）、Sebacinales_Group_A、被孢霉科（Mortierellaceae）、皮盤菌科（Dermateaceae）、紅菇科（Russulaceae）、小菇科（Mycenaceae）、叢赤殼科（Nectriaceae）、水盤菌科（Vibrisseaceae）、錘舌菌科（Leotiaceae）、肉座菌科（Hypocreaceae）和革菌科（Thelephoraceae）相對豐度超過1%。常綠闊葉林具有最多ASVs數(shù)（2287個(gè)），子囊菌門為優(yōu)勢門，球囊霉科為優(yōu)勢科；亞高山矮林共得到ASVs數(shù)為1636個(gè)，子囊菌門為優(yōu)勢門，柔膜菌科和晶杯菌科為優(yōu)勢科；常綠落葉闊葉混交林ASVs數(shù)最少，為1608個(gè)，子囊菌門和擔(dān)子菌門為優(yōu)勢門，球囊霉科和小蔓毛殼科為優(yōu)勢科。LEfSe分析（圖1A）顯示，常綠闊葉林顯著差異類群為球囊菌門（Glomeromycota）、球囊菌綱（Glomeromycetes）、糞殼菌綱（ Sordariomycetes）、Pezizomycotina_Incertae_sedis綱、Pezizomycotina_lncertae_sedis目、糞殼菌目（Sordariales）、雞油菌目（Cantharellales）、球囊霉目（Glomerales）、球囊霉科、叢赤殼科、Pezizomycotina_lncertae_sedis科和發(fā)菌科（Trichocomaceae），常綠落葉闊葉混交林中顯著差異類群為革菌目（Thelephorales）、紅菇目（Russulales）、革菌科和紅菇科，錘舌菌綱（Leotiomycetes）、柔膜菌目（Helotiales）、蠟殼耳目（Sebacinales）、Sebacinales_Group_B科、柔膜菌科和錘舌菌科是亞高山矮林的顯著差異類群。

2.2不同植被類型根系真菌功能類群分析

3種植被類型樹種根系真菌在“極可能”和“很可能”水平上進(jìn)行功能分組的ASVs數(shù)為2231個(gè)，共被分為病理營養(yǎng)型（pathotroph）、共生營養(yǎng)型（symbiotroph）、腐生營養(yǎng)型（saprotroph）、病理-共生營養(yǎng)型（pathotroph-symbiotroph）和病理-腐生營養(yǎng)型（pathotroph-saprotroph）5個(gè)營養(yǎng)型。其中，41.86%的ASVs被歸為腐生營養(yǎng)型，其次是共生營養(yǎng)型（28.73%）和病理營養(yǎng)型（15.37%），其余2個(gè)營養(yǎng)型所占比例較低。在功能亞類水平上，undefined saprotroph相對豐度最高，其次是叢枝菌根（arbuscular mycorrhizal）真菌、外生菌根（ectomycorrhizal）真菌、植物病原菌（plant pathogen）、內(nèi)生真菌（endophyte）、寄生性真菌（fungal parasite）和杜鵑花類菌根（ericoid mycorrhizal）真菌，其余功能亞類相對豐度較低。此外，叢枝菌根真菌僅出現(xiàn)在常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林，且在常綠闊葉林（7.77%）的相對豐度高于常綠落葉闊葉混交林（7.30%）；外生菌根真菌在常綠落葉闊葉混交林（10.20%）的相對豐度明顯高于常綠闊葉林（3.28%）和亞高山矮林（0.98%），內(nèi)生真菌和杜鵑花類菌根真菌只出現(xiàn)在亞高山矮林。LEfSe分析（圖1B）還發(fā)現(xiàn)，叢枝菌根真菌是常綠闊葉林的顯著差異功能類群，外生菌根真菌是常綠落葉闊葉混交林的顯著差異功能類群，亞高山矮林的顯著差異功能類群為杜鵑花類菌根真菌。

2.3不同植被類型根系真菌群落結(jié)構(gòu)分析

混合效應(yīng)模型結(jié)果表明，植被類型能顯著影響真菌豐富度和Shannon指數(shù)（P<0.05），對Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)無顯著影響（P>0.05），常綠落葉林中真菌豐富度顯著高于常綠落葉闊葉混交林和亞高山矮林，Shannon指數(shù)顯著高于亞高山矮林（圖2）。

NMDS分析結(jié)果顯示真菌群落組成在植被類型間存在差異（圖3A），PERMANOVA揭示了相同的結(jié)果（F=2.856，P=0.001）。此外，Bray-Curtis相異性指數(shù)（圖3B）在3種植被類型間存在極顯著差異（P<0.001），且在常綠落葉闊葉混交林中最高，常綠闊葉林次之，亞高山矮林最低，表明真菌群落組成在亞高山矮林樣本間具有最高相似性，其次是常綠闊葉林，常綠落葉闊葉混交林的相似性最低，NMDS分析也印證了該結(jié)果。

2.4植被類型、樹種、土壤性質(zhì)、細(xì)根性狀和葉性狀與根系真菌群落的關(guān)系分析

以植被類型為固定因子，樹種為隨機(jī)因子構(gòu)建的混合效應(yīng)模型發(fā)現(xiàn)，植被類型可顯著影響土壤pH、土壤全碳、土壤全氮、土壤全磷、比根長、根組織密度、平均根直徑、根比表面積、根碳含量、根氮含量、葉面積和葉碳含量（P<0.05）。此外，常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林土壤pH顯著高于亞高山矮林，亞高山矮林土壤具有最高的全碳和全氮含量，常綠闊葉林具有最高的土壤全磷含量；比根長、根比表面積和根碳含量在亞高山矮林顯著高于常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林，常綠闊葉林具有最高的根組織密度、平均根直徑和根氮含量；葉面積在常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林顯著高于亞高山矮林，葉碳含量在亞高山矮林顯著高于常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林（表1）。

ABT分析用來揭示植被類型、樹種、土壤理化性質(zhì)、細(xì)根性狀和葉性狀對真菌豐富度和多樣性指數(shù)影響的相對重要性（圖4）。結(jié)果表明：根碳含量是影響真菌豐富度的首要因子，相對重要性可達(dá)到24.47%（圖4A）；影響Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)的首要因子均為葉干物質(zhì)含量，相對重要性分別為14.63%、18.08%和15.55%（圖4B、圖4C、圖4D）。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果指出，根碳含量與真菌豐富度（r=-0.626，P<0.001）、Shannon指數(shù)（r=-0.407，P=0.004）呈顯著負(fù)相關(guān)，葉干物質(zhì)含量與Shannon指數(shù)（r=-0.293，P=0.043）、Simpson指數(shù)（r=-0.591，P=0.002）、Pielou指數(shù)（r=-0.531，P=0.0259）呈顯著負(fù)相關(guān)。

對包括植被類型和樹種在內(nèi)的22個(gè)解釋變量進(jìn)行前向選擇后剩余7個(gè)，分別是植被類型、土壤pH、土壤全磷、根干物質(zhì)含量、根碳含量、葉干物質(zhì)含量和葉碳含量，與真菌群落構(gòu)建RDA模型（圖5A）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，植被類型、土壤pH、根碳含量和葉碳含量是影響真菌群落的顯著因子（P<0.05）。方差分解分析進(jìn)一步揭示植被類型、土壤性質(zhì)（土壤pH、土壤全磷）、細(xì)根性狀（根干物質(zhì)含量、根碳含量）和葉性狀（葉干物質(zhì)含量、葉碳含量）對真菌群落的影響（圖5B），發(fā)現(xiàn)植被類型（26.96%）是影響真菌群落的首要因子，其次是細(xì)根性狀（20.10%）和土壤性質(zhì)（13.53%），葉性狀（3.92%）影響最小。

3討論

3.1不同植被類型根系真菌和功能類群

本研究基于高通量測序技術(shù)探討世界自然遺產(chǎn)地梵凈山地區(qū)3種植被類型根系真菌群落，發(fā)現(xiàn)子囊菌門和擔(dān)子菌門為優(yōu)勢真菌門，森林生態(tài)系統(tǒng)中枯枝落葉和枯死木是植物和微生物主要養(yǎng)分來源，子囊菌門和擔(dān)子菌門的大多數(shù)真菌能促進(jìn)纖維素和木質(zhì)素等的分解和礦化從而調(diào)控生物地球化學(xué)循環(huán)。此外，叢枝菌根真菌為常綠闊葉林的顯著差異功能類群，外生菌根真菌是常綠落葉闊葉混交林的顯著差異功能類群，可能因?yàn)槌＞G闊葉林養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率一般高于落葉闊葉林，不同菌根真菌采取的養(yǎng)分循環(huán)策略存在差異，叢枝菌根真菌通常在養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率快的地區(qū)占優(yōu)勢，外生菌根真菌普遍存在于養(yǎng)分循環(huán)慢的區(qū)域。同時(shí)，本研究還發(fā)現(xiàn)，杜鵑花類菌根真菌主要出現(xiàn)在亞高山矮林，一方面梵凈山地區(qū)亞高山矮林的優(yōu)勢植物主要以杜鵑花科為主，這為杜鵑花類菌根真菌的生存提供大量可供選擇的宿主；另一方面亞高山矮林生長在山頂土層淺薄、土壤貧瘠、晝夜溫差大、溫度低的惡劣生境中，豐富和多樣化的杜鵑花類菌根真菌可通過促進(jìn)杜鵑花科植物對礦物質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收及產(chǎn)生具有抗氧化和水解作用的酶來幫助宿主植物獲得復(fù)合有機(jī)物中的養(yǎng)分，從而增強(qiáng)杜鵑花科植物對山頂惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力。

3.2不同植被類型真菌群落結(jié)構(gòu)的差異

常綠闊葉林中植物根系真菌具有最高的α多樣性，可能原因如下：第一，常綠闊葉林分布區(qū)域的溫度高于常綠落葉闊葉混交林和亞高山矮林，而較高的溫度能夠增強(qiáng)初級生產(chǎn)力及枯枝落葉物等的分解速率，為異養(yǎng)真菌生存提供更多資源；第二，亞熱帶森林中大部分樹種為菌根依賴型樹種，菌根真菌的存在能幫助宿主植物獲取更多可利用土壤養(yǎng)分。雖然常綠闊葉林土壤磷含量高于其它兩種植被類型，但在整個(gè)亞熱帶森林，磷是植物生長的重要限制元素，再加上常綠闊葉林具有最低的土壤氮含量。一方面某些菌根真菌的存在有助于溶解土壤中不能被植物吸收利用的磷酸鹽和固定生物氮，另一方面宿主植物會傾向于選擇更多的菌根真菌搭檔來獲得生長所必須的氮和磷；使得常綠闊葉林具有豐富且多樣的真菌種類。此外，真菌群落組成在3種植被類型間存在差異，RDA結(jié)果也發(fā)現(xiàn)植被類型是影響真菌群落組成的顯著因子。同在中國亞熱帶地區(qū)，Han等的研究表明真菌群落組成在常綠闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林和次生灌木林存在顯著差異。植被類型間不僅植物種類及群落組成、植物功能性狀等生物因素存在差異，凋落物厚度及成分、土壤理化性質(zhì)等非生物因素也有較大差別，從而可能直接或間接影響真菌群落組成。亞高山矮林真菌具有最低的Bray-Curtis相異性指數(shù)，是由于亞高山矮林所處區(qū)域植物種類（以杜鵑花科植物為主）及土壤、氣候條件的獨(dú)特性而孕育出高度相似的真菌群落。

3.3驅(qū)動根系真菌群落組成的主要影響因素

植物功能性狀是植物長期適應(yīng)外部環(huán)境變化的結(jié)果，近年來越來越多的研究關(guān)注根和葉功能性狀與真菌群落的關(guān)系：Prada-Salcedo等指出根氮含量和根組織密度與真菌群落組成密切相關(guān)；Sweeney等發(fā)現(xiàn)根直徑、根氮含量和比根長在驅(qū)動真菌群落組成中發(fā)揮著重要作用；而本研究發(fā)現(xiàn)根碳含量和葉碳含量能顯著影響真菌群落組成，出現(xiàn)這些不同結(jié)果可能與宿主植物種類及采樣部位的差異有關(guān)。當(dāng)土壤養(yǎng)分受到限制時(shí)，宿主植物通常會將自身大量碳交易給菌根共生體，讓更多菌根真菌搭檔去競爭碳水化合物從而提高養(yǎng)分吸收效益，可能是根碳含量和葉碳含量顯著影響真菌群落組成且根碳含量與真菌豐富度和Shannon指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)的原因。本研究還發(fā)現(xiàn)土壤pH是影響真菌群落組成的顯著因子，先前同在森林生態(tài)系統(tǒng)中的研究也指出，土壤pH可以影響腐生真菌、叢枝菌根真菌以及外生菌根真菌，這是因?yàn)橥寥纏H會改變養(yǎng)分可利用性。此外，也有研究進(jìn)一步探討了土壤性質(zhì)、根性狀和葉性狀對真菌群落的影響大?。篠weeney等指出與葉性狀相比，根性狀能決定叢枝菌根真菌和腐生真菌的豐富度和多樣性；Dong等發(fā)現(xiàn)根系真菌多樣性和群落組成主要受土壤性質(zhì)（土壤pH、土壤碳磷比和氮磷比）的顯著影響，而與葉性狀無顯著相關(guān)性。在本研究中，方差分解分析結(jié)果表明，細(xì)根性狀對真菌群落的影響大于土壤性質(zhì)和葉性狀，可能原因：一方面植物細(xì)根（吸收根）是大多數(shù)真菌的棲息場所，較高比根長和根比表面積能為其生存提供更多空間；另一方面細(xì)根是某些真菌與宿主植物進(jìn)行物質(zhì)交換區(qū)域，植物可能會更加依賴于共生真菌來應(yīng)對亞熱帶地區(qū)缺磷的土壤環(huán)境，使某些真菌功能類群（如叢枝菌根真菌、外生菌根真菌和杜鵑花類菌根真菌等）對細(xì)根性狀變化較為敏感。對上述原因分析只是基于當(dāng)前生態(tài)學(xué)知識的推測，后續(xù)研究會從植物種類與真菌群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系、不同菌根類型與宿主植物的養(yǎng)分獲取途徑等方面深入解析梵凈山地區(qū)地上植物群落和地下真菌群落的關(guān)聯(lián)機(jī)制。

4結(jié)論

世界自然遺產(chǎn)地梵凈山3種典型植被類型的植物根系中，子囊菌門和擔(dān)子菌門為優(yōu)勢真菌門，小蔓毛殼科、球囊霉科和柔膜菌科為優(yōu)勢真菌科，腐生營養(yǎng)型真菌所占比例較高。叢枝菌根真菌是常綠闊葉林的顯著差異功能類群，外生菌根真菌是常綠落葉闊葉混交林的顯著差異功能類群，而亞高山矮林的顯著差異功能類群為杜鵑花類菌根真菌。植被類型、土壤pH、根碳含量和葉碳含量顯著影響根系真菌群落組成，且細(xì)根性狀對真菌群落的影響大于土壤性質(zhì)和葉性狀。研究結(jié)果不僅為豐富世界自然遺產(chǎn)地的物種多樣性提供了數(shù)據(jù)支撐，還能夠?yàn)樯钊胩接憗啛釒У貐^(qū)土壤·真菌·植物養(yǎng)分交易策略奠定基礎(chǔ)。