土地利用变化背景下土壤团聚体真菌功能群介导的碳氮动态

　　土地利用变化是全球热带森林土壤生物多样性和生态系统功能最大的威胁之一。西双版纳作为国际上重要的生物多样性保护热点区和生态敏感地区，其最显著的土地利用变化是大面积天然林退化为次生林，而在砍伐后又被橡胶林所取代，造成植被严重的片断化分布和生态系统功能的部分丧失，进而影响土壤微生物群落（特别是真菌群落）驱动的碳氮循环过程。然而，这种转变如何影响土壤团聚体水平上真菌群落对碳氮动态的调控作用尚不清楚。  

　　中国科学院西双版纳热带植物园农林复合生态系统研究组刘成刚研究员及其合作者，以西双版纳地区的天然林、幼龄和成熟橡胶纯林及相应林龄的胶林复合生态系统为研究对象，探讨了不同土壤团聚体水平（大团聚体：> 2 mm；小团聚体：0.25-2 mm；微团聚体：< 0.25 mm）的碳氮库、比酶活性、真菌群落和功能群的变化特征及其关联性。研究发现：1）热带天然林向橡胶纯林的转化总体上降低了各土壤团聚体的碳和氮组分；胶林复合生态系统降低了微生物生物量碳和氮。森林转化对碳和氮循环酶活性的影响存在差异，胶林复合生态系统显著增强了酶活性。碳和氮组分及相关酶活性随土壤团聚体粒径的减小而增加。2）森林转化后，所有土壤团聚体真菌组成的优势类群均由富营养型的子囊菌门和担子菌门变为寡营养型的接合菌门，其代价是牺牲了大量的腐生真菌和丛枝菌根真菌，导致更多病原真菌的产生。幼龄胶林复合生态系统的构建诱导了丰富的被孢霉属，从而极大的抑制了病原真菌（如镰刀菌属Fusarium）。此外，微团聚体具有最高的腐生真菌的数量和多样性。3）土壤团聚体相关的碳氮库，特别是微团聚体中的可溶性有机碳和氮、微生物生物量碳和硝态氮，均受到真菌功能群的交互调节，这一过程主要由土壤pH驱动。这些结果加深了我们对真菌功能群变化如何在团聚体水平上相互调节碳氮动态的理解。同时，由于在养分循环和病原真菌抑制方面的优势，该研究还为热带人工经济林早期构建农林复合生态系统的可持续管理提供了新的思路。未来的研究应关注热带人工经济林复杂的微生物网络在土壤团聚体营养循环中的调控作用。  

　　相关研究结果以Land use change alters carbon and nitrogen dynamics mediated by fungal functional guilds within soil aggregates为题发表在Science of The Total Environment上。该研究得到国家自然科学基金面上项目、云南省基础研究计划及中国科学院青促会和“西部青年学者”等项目的资助。  

　　图1. 不同土地利用方式土壤团聚体真菌群落差异（腐生真菌a、病原真菌b、共生真菌c及丛枝菌根真菌d）  

　　图2. 土壤微团聚体碳氮库、基本理化特性、丰富真菌类群及不同真菌功能组直接的相关性