不同经营方式的云冷杉针阔混交林土壤真菌群落结构1)_刘志宇.pdf

第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 20231)国家重点研发计划(2017YFC05041102)。第一作者简介:刘志宇，男，1995 年 10 月生，吉林省林业科学研究院，研究实习员。Email:648768719 qqcom。通信作者:张忠辉，吉林省林业科学研究院，研究员。Email:zzhgiszzh 163com。收稿日期:2022 年 3 月 22 日。责任编辑:李春雪。不同经营方式的云冷杉针阔混交林土壤真菌群落结构1)刘志宇 张忠辉杨凯麟 张军 姜润华 吴则甫 王琦 李文华 夏富才(吉林省林业科学研究院，长春，130033)(北华大学)摘要为评估不同经营方式的云冷杉林土壤真菌群落结构，以吉林省汪清林业局云冷杉针阔混交林为研究对象，设置 4 种经营方式，传统经营 进行抚育采伐，采伐后郁闭度在 07 以上;目标树经营 1 按目标树单株经营进行采伐，保留用材目标树密度 100 株/hm2;目标树经营 2 按目标树单株经营进行采伐，保留用材目标树密度 150 株/hm2;未经采伐处理的样地作为对照。通过高通量测序技术和土壤理化性质分析，比较不同经营方式的土壤真菌群落结构的差异。结果表明:(1)不同经营方式的土壤理化性质差异显著(p005)。(2)采伐增加了云冷杉针阔混交林真菌共有 OTU 数目和特征 OTU 数目。(3)多样性分析表明目标树经营 1 的真菌群落最为丰富，传统经营的真菌群落多样性最高。(4)多样性分析表明不同经营措施间的差异显著高于组内差异，说明采伐强度改变了真菌群落的物种组成。土壤真菌的优势菌群对干扰的适应程度不同，采伐导致土壤质量下降，经过采伐后土壤真菌的组成更加趋向于营腐生菌群;土壤真菌群落结构在不同经营方式下表现出不同的相似性，与对照经营相比采伐改变了真菌的群落结构，说明采伐后经过短时间的恢复，土壤真菌未趋于稳定，因此，采伐可以短时间内影响土壤真菌，并且采伐有利于土壤真菌群落进行养分循环;从真菌丰度、群落结构、相似度及土壤理化性质综合分析，目标树经营 1 更接近对照经营，所以目标树经营 1 优于其他经营方式。关键词土壤微生物;真菌;云冷杉混交林;森林经营分类号S7537+1Soil Fungal Community Structure under Different Management Practices in Mixed Spruce-needle Forests/LiuZhiyu，Zhang Zhonghui(Jilin Provincial Academy of Forestry Sciences，Changchun 130033，P China);Yang Kailin，Zhang Jun，Jiang unhua，Wu Zefu，Wang Qi，Li Wenhua，Xia Fucai(Beihua University)/Journal of Northeast ForestryUniversity，2023，51(3):124129To assess the effects of different management practices in spruce-fir forests，the Spruce-fir mixed forest in WangqingForestry Bureau of Jilin Province was taken as the research object，and four management methods were set up The tradi-tional management:the canopy density was above 07 after fellingTarget tree management 1:felling was carried out ac-cording to target tree single plant management，and the target tree density of timber was reserved to 100 indha1 Targettree management 2:felling was carried out according to target tree single plant management，and the target tree density oftimber was kept at 150 indha1 The 3 uncut pairs are also denoted as CK Through high-throughput sequencing technol-ogy and soil physicochemical analysis，the differences of soil bacterial community structure under different managementmethods were compared The results showed that:(1)There were significant differences in soil chemistry between manage-ment practices(p005)(2)Logging increased the number of OTU and OTU of fungi in Spruce-fir mixed forest(3)diversity analysis showed that target tree management 1 had the most abundant fungal community，while traditional treemanagement had the highest fungal community diversity(4)diversity analysis showed that the difference between differ-ent management methods was significantly higher than that between groups，suggesting that logging changed the speciescomposition of fungal community Therefore，the dominant microbial community of soil fungi had different responses to dis-turbance，and the soil quality decreased due to logging After logging，the composition of soil fungi tended to be supportedby saprophytic bacteria Soil fungal community structure showed different similarities under different management methods，and harvesting changed the fungal community structure compared to the control operation，indicating that the soil fungi didnot stabilize after a short period of recovery after harvesting In conclusion，harvesting can affect soil fungi for a short peri-od of time，and it facilitates nutrient cycling by soil fungal communities From the analysis of fungal abundance，communi-ty structure and similarity，target tree management 2 was closer to the control group，so target tree management 2 was supe-rior to other management methodsKeywordsSoil microorganism;Fungi;Spruce-fir mixed forest;Forest management土壤中微生物是陆地生态系统中的重要组成部分，是森林生态系统中能量流动、物质循环、信息传递的重要驱动者1，是全球生物多样性的重要组成部分2，对陆地生态系统有着重要作用3。土壤真菌通过调节一些关键的生化过程来影响森林生产力，如有机质分解、养分循环、土壤肥力的维持、土壤碳的固定、植物养分吸收等46。土壤性质例如碳氮质量比、pH、速效磷质量分数等在决定土壤真菌群落的结构、多样性方面作用巨大78，并且土壤理化性质又受到森林经营方式的显著影响911。随着研究的深入，近几年的研究表明:农田地和造林土壤的优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomyco-ta)，但造林土壤中接合菌门的相对丰度较农田地DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.006大12;森林采伐或树冠间伐将显著增加土壤异养真菌的呼吸，从而增加土壤 CO2排放总量13;对黑松林分进行间伐处理，发现其表层土壤内真菌微生物丰度和微生物群数均显著高于对照处理的同龄林分土壤14;辽东山区日本落叶松人工林的土壤真菌差异随林龄增加而加大，并且真菌比细菌更为显著15;在贵州茂兰喀斯特森林，阳坡的凋落物对真菌群落的影响较大，并且凋落物中的碳、磷质量分数与真菌群落有极显著的正相关性16。以上研究表明，经营方式通过改变林分空间结构，影响森林内的土壤环境，进而影响了土壤真菌，说明真菌对外界变化敏感。因此，研究不同经营方式下土壤真菌群落结构变化，是评价森林经营效果的重要手段。云冷杉针阔混交林是由云杉(Picea jezoensis)和冷杉(Abies nephrolepis)为主要树种的天然异龄混交林17，其林分蓄积约为 22 亿 m3，占全国总蓄积量的 20%以上18，是长白山地区重要的森林类型。云冷杉针阔混交林不仅具有重要的生态、社会及经济价值，而且是主要的用材树种，曾被大量采伐19。由于当时的技术和理论限制，对云冷杉针阔混交林没有及时进行科学的恢复和保护，导致现在的云冷杉林林分质量低下。如何恢复云冷杉林的结构和功能是东北林业亟需解决的问题之一2021。过去的20 a，许多专家学者以近自然林经营理论为指导，以目标树经营为方法，从蓄积增长22、林分空间结构23、森林演替趋势24、种子雨动态25 等多方面对云冷杉林进行研究，并取得了很多重要成果。但是研究不同经营方式对长白山地区云冷杉林土壤真菌组成影响的文章鲜有报道。所以本文根据在吉林省汪清县云冷杉林设置的永久监测样地，从采伐干扰对土壤真菌的影响角度评估不同经营方式的效果，对云冷杉针阔混交林可持续经营提供参考。1研究区域概况研究区域位于吉林省汪清林业局金沟岭林场辖区内，属于云冷杉林典型过伐林区，地理坐标 130513020E，43174325N26。林区地貌属低山丘陵，海拔在 3001 200 m，除个别陡坡在 35以上，其余坡度在 525。该区是受季风影响的温带大陆性山地气候，1 月份最低气温32，7 月份最高气温 32，全年平均气温为 4;年降水量 600700mm，且多集中在 7 月份;土壤多为灰棕壤27。主要针叶树种为鱼鳞云杉(Picea asperat