滇东南亚热带土壤细菌群落对植被垂直带变化的响应

为探究南亚热带森林土壤细菌群落的变化特征及其与环境因子的耦合机制,沿海拔自下而上选取滇东南文山国家级自然保护区亚热带季风常绿阔叶林(E1)、半湿润常绿阔叶林(E2)、中山湿性常绿阔叶林(E3)3种典型森林类型为研究对象,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落组成、结构和多样性对植被垂直带变化的响应规律,以及它们与环境因子之间的关系.研究发现,(1)环境因子沿植被垂直带变化显著(P<0.05).E3植被带的凋落物厚度、Simpson指数、土壤含水量、有机质、氮、磷、钾含量较E1和E2显著增加,而植物的Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤密度、pH、温度较E1和E2显著减少,其平均增幅和降幅分别3倍和1.5倍.(2)酸杆菌门、变形菌门、放线菌门等细菌优势菌群的相对丰度沿植被垂直带和土层变化差异显著(P<0.05);次优势菌门变形菌、放线菌在E3植被带的相对丰度显著高于E1和E2(P<0.05),而酸杆菌门相对丰度略低于其他两个植被带(P>0.05);变形菌与放线菌主要富集于土壤表层(0—10 cm)、酸杆菌富集在中层(10—30 cm)、绿弯菌富集在底层(40—50 cm).(3)土壤细菌多样性沿植被垂直变化呈显著的增加趋势(P<0.05),并在E3达到最大值,沿土层则表现为减小变化.(4)随着海拔上升,植被多样性及凋落物厚度对细菌群落结构及多样性的主导因子从E1的3个减至E3的1个,而土壤理化对二者的解释率从E1的0个增至E3的7个,E1的植被多样性负向影响转变为E3含水量、碳氮等养分元素的正向影响.因此,文山自然保护区植被群落沿海拔的垂直变化,导致凋落物厚度、土壤水分、pH、养分含量的显著改变,进而决定了森林土壤细菌群落组成、结构及多样性的分布格局.