森林土壤微生物与植物碳源的磷脂脂肪酸及其单体同位素研究

• 作者: 姜懿珊 孙迎韬 张干 罗春玲
• 来源期刊: 地球化学
• 学科: 农学
• 关键词: 森林土壤微生物 磷脂脂肪酸 单体稳定碳同位素 群落结构 碳源
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 9-18
• 页数: 10页
• 分类号: S714.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.19700/j.0379-1726.2022.01.002

摘要

森林生态系统的土壤微生物群落组成和活性,是影响生物地球化学循环、有机质代谢和土壤质量的关键因素.磷脂脂肪酸(PLFA)是一类可有效表征活体微生物群落结构的生物标志物,而其单体稳定碳同位素(δ13C)水平对土壤微生物植物碳代谢具有独特的指示作用.本次研究以土壤PLFA为对象,分析了我国位处纬度梯度带上(24°N～47°N)的9个高山森林的土壤PLFA组成、丰度及其δ13C水平,以此表征土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌4种生物群落的生物量、微生物生物量、微生物的群落结构、植物碳源特征及其与环境因素的关系.土壤中PLFA总量为28.2～253μg/g,不同森林土壤中四类微生物群落PLFA含量和PLFA总量以及革兰氏阳性与阴性菌比值等指标存在显著差异(p<0.01).处于相对高纬度–低海拔和相对低纬度–高海拔的森林土壤PLFA的组分相似,说明其微生物群落结构相似.土壤pH值、总有机碳(SOC)和总氮(TN)与土壤PLFA含量显著相关(p<0.01),年均温、土壤碳氮比和土壤温度是影响土壤微生物群落结构的主要因素(p<0.01),可见森林土壤微生物生物量主要由土壤性质决定,而微生物的群落结构受气候因素和土壤性质共同影响.森林土壤PLFA的单体δ13C范围为?35‰ ～ ?17‰,整体上接近C3植物,说明这些森林土壤中微生物的植物碳源主要来自C3植物.四类微生物群落PLFA和PLFA总量的 δ13C与年均温、年降水量、土壤总有机碳、总氮显著相关(p<0.05),表明土壤微生物对植物碳源的选择可能受到气候因素和土壤肥力的共同影响.