北京西北淺山區(qū)退化草地植被恢復(fù)對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響

闞海明， 龐 卓， 陳 超， 鄒俊亮， 張國(guó)芳， 武菊英

(北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心， 北京 100097)

北京西北部淺山區(qū)是承接我國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶與平原生態(tài)系統(tǒng)的重要過(guò)渡地帶，是首都地區(qū)重要的水源涵養(yǎng)地和生態(tài)安全屏障，同時(shí)該區(qū)域也是生產(chǎn)生活的主要聚集區(qū)，人類(lèi)活動(dòng)頻繁，生態(tài)環(huán)境敏感脆弱[1-3]。植被缺失、草地退化等問(wèn)題制約了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮[4-5]。如何長(zhǎng)效地恢復(fù)退化草地生態(tài)系統(tǒng)植被，修復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)功能，是一個(gè)亟待解決的重要問(wèn)題[6-7]。植物多樣性與土壤微生物多樣性之間存在著密切的聯(lián)系。進(jìn)一步了解該區(qū)域植物群落組成對(duì)土壤微生物多樣性的影響及其機(jī)制對(duì)于合理開(kāi)展退化草地植被恢復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義[8]。

植被恢復(fù)是退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建的關(guān)鍵措施。選擇合適植物作為退化草地的建群物種，構(gòu)建不同的植被恢復(fù)模式，以期加快植被恢復(fù)進(jìn)程，一直以來(lái)都是恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)。通過(guò)多年生適生植物的建植，構(gòu)建穩(wěn)定的植物群落，能夠有效地提升植被覆蓋度，改善土壤結(jié)構(gòu)。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)與無(wú)芒雀麥(BromusinermisLeyss.)是多年生優(yōu)質(zhì)牧草，常作為生態(tài)恢復(fù)的建群物種而被廣泛應(yīng)用。在我國(guó)北方地區(qū)這2種牧草常用來(lái)補(bǔ)播退化草地，是人工草地建植常用的多年生牧草[9-11]。相關(guān)研究主要集中在對(duì)植物多樣性變化和環(huán)境因素的分析，對(duì)于地下土壤微生物響應(yīng)過(guò)程的研究較少。近年來(lái)，基于2代、3代測(cè)序技術(shù)的成熟，大大提高了判別微生物群落組成與多樣性變化的靈敏度，顯著提升了相關(guān)研究的質(zhì)量。

土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)功能的敏感指示劑，它們的物種和功能多樣性也是維持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在[12-13]，對(duì)植物的生長(zhǎng)及植物群落的建立具有至關(guān)重要的作用。土壤微生物組成變化對(duì)很多環(huán)境因子如優(yōu)勢(shì)物種、土壤類(lèi)型、pH和地理格局等十分敏感，可以對(duì)土壤性質(zhì)和功能的變化起到很好的指示作用[14-16]。人工植被恢復(fù)不僅包括地上植被多樣性的恢復(fù)，而且還包括土壤微生物與植物的相互作用過(guò)程[17-19]。在植被恢復(fù)過(guò)程中,土壤微生物的量、活性及種群結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生很大的變化[20-21]。由于不同植被的生長(zhǎng)方式不同，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響存在差異，且在植被恢復(fù)過(guò)程的不同階段，土壤的變化也不盡相同[22-23]。因此，明確植被恢復(fù)對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響，探究不同植物與微生物多樣性的關(guān)系，對(duì)于指導(dǎo)退化草地生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)具有重要的理論與實(shí)際意義。本研究以不同植被恢復(fù)方式的退化草地為研究對(duì)象，分析土壤微生物群落的響應(yīng)變化，為探討北京西北部淺山區(qū)植被恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

在北京市西北部選取沙荒化土地典型區(qū)域，建立試驗(yàn)區(qū)。試驗(yàn)地點(diǎn)位于北京市延慶區(qū)退化土地長(zhǎng)期定位生態(tài)研究站(115°50′23″ E，40°27′53″ N)。該地位于華北農(nóng)牧交錯(cuò)帶范圍內(nèi)，氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂颍杲邓饕植加?—9月，年降水量在600 mm左右；土壤質(zhì)地介于砂質(zhì)土與壤土之間。

1.2 樣地設(shè)置與樣方監(jiān)測(cè)

選取土壤質(zhì)地均一、土壤坡度小于5°的退化沙荒地作為試驗(yàn)區(qū)域，采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，于2015年5月采用補(bǔ)播的方式，建植無(wú)芒雀麥(SB)、紫花苜蓿(AF)草地，自然演替地(CK)，每種補(bǔ)播恢復(fù)處理設(shè)9個(gè)試驗(yàn)小區(qū)(重復(fù))，小區(qū)面積為10 m×10 m。植被建植后對(duì)該區(qū)域進(jìn)行圍欄處理。

本試驗(yàn)植物、土壤樣品于2017—2019每年的8月末采集。采用樣方法調(diào)查植物群落，小區(qū)內(nèi)隨機(jī)布設(shè)一個(gè)1 m×1 m的植物樣方，共調(diào)查27個(gè)樣方，記錄每個(gè)樣方內(nèi)出現(xiàn)的物種名稱(chēng)以及各物種的蓋度(目測(cè)法)、多度(樣方內(nèi)各物種的數(shù)目)、高度、生物量等。

土壤樣品采集同地上部分同步進(jìn)行，分別收集0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm土層的土壤樣品，其中一部分留置鮮樣用于土壤常規(guī)理化性質(zhì)的測(cè)定，另一小部分取樣時(shí)立即放入干冰中，帶回實(shí)驗(yàn)室用于測(cè)試土壤微生物多樣性。每個(gè)處理分別選取4個(gè)小區(qū)采集土壤樣品，每小區(qū)內(nèi)采用S型5點(diǎn)取樣法，作為一個(gè)土壤樣品。

1.3 樣品分析

地上部分采用樣方法，測(cè)定物種的豐富度，即每個(gè)樣方內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)。并分種測(cè)定植株的高度、蓋度、頻度。分種收集相應(yīng)的地上部分帶回實(shí)驗(yàn)室，在65℃下恒溫烘干48 h，獲得地上生物量；分別計(jì)算每個(gè)物種在群落當(dāng)中的重要值。將各物種的相對(duì)蓋度、相對(duì)頻度、相對(duì)生物量、相對(duì)多度進(jìn)行加權(quán)平均，計(jì)算物種的重要值(Important value，IV)。基于植物多度計(jì)算各群落的α多樣性，采用Simpson指數(shù)、Shannon指數(shù)以及物種豐富度指數(shù)(S)來(lái)表征植物群落的物種多樣性。

另外，微生物α多樣性采用Sobs指數(shù)和Shannon指數(shù)來(lái)表征。

Shannon-Wiener指數(shù)反映土壤中微生物群落豐富度(H′):H′=- ∑Pi×lnPi

Simpson指數(shù)表征土壤中微生物群落優(yōu)勢(shì)度(D):D=1-∑(Pi)2

Pielou指數(shù)表示植物群落均勻度指數(shù)(J):J=-∑(PilnPi)/lns

式中S為樣方中觀察的物種數(shù)，Pi=樣品中屬于第i種的個(gè)體數(shù)(OTU數(shù)目)的比例如微生物Sobs指數(shù)是指豐富度實(shí)際觀測(cè)值。

土壤微生物量碳(Soil microbial biomass carbon，MBC)、土壤微生物量氮(Soil microbial biomass nitrogen，MBN)含量采用氯仿熏蒸法測(cè)定，MBC=EC/KEC，EC=熏蒸土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)-未熏蒸土壤有機(jī)碳，KEC為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值0.38；MBN=EN/KEN，EN=熏蒸土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)-未熏蒸土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，KEN為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值0.45。

采用CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide)方法對(duì)樣本的基因組DNA進(jìn)行提取，利用瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的純度和濃度，取適量的樣本DNA于離心管中，使用無(wú)菌水稀釋樣本至1 ng·μL-1。以稀釋后的基因組DNA為模板，對(duì)細(xì)菌16SrRNA基因V4區(qū)采用帶Barcode的特異性引物(515F和806R)進(jìn)行PCR擴(kuò)增，每個(gè)樣品3次重復(fù)。使用TruSeq?DNA PCR-Free Sample Preparation Kit建庫(kù)試劑盒進(jìn)行文庫(kù)構(gòu)建，構(gòu)建好的文庫(kù)經(jīng)過(guò)Qubit和Q-PCR定量，文庫(kù)合格后，使用NovaSeq6000進(jìn)行上機(jī)測(cè)序。土壤中真菌采用ITS引物(1737F和 2043R)進(jìn)行PCR擴(kuò)增提取，后續(xù)進(jìn)行Illumina建庫(kù)測(cè)序。

1.4 生物信息學(xué)分析

根據(jù)Barcode序列和PCR擴(kuò)增引物序列從測(cè)定數(shù)據(jù)中拆分出各樣品數(shù)據(jù)，截去Barcode和引物序列后對(duì)每個(gè)樣品的reads進(jìn)行拼接后得到原始測(cè)序數(shù)據(jù)；原始測(cè)序數(shù)據(jù)經(jīng)質(zhì)檢和嵌合體去除得到有效數(shù)據(jù)(effective tags)。利用Uparse軟件對(duì)樣品的有效序列進(jìn)行OTUs聚類(lèi)(相似度97%以上)，用Mothur方法與Silva軟件的SSUrRNA數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物種注釋(設(shè)定閾值為0.8～1.0)；采用MUSCLE(3.8.31)軟件進(jìn)行快速多序列比對(duì)，最后對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用R3.6軟件計(jì)算Alpha多樣性指數(shù)、β多樣性指數(shù)。通過(guò)非度量多維尺度(NMDS)在OTU水平來(lái)度量細(xì)菌以及真菌群落差異。

1.5 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)為2017—2019年試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用OFFICE 2016，SPSS 20.0(IBM)進(jìn)行初步處理和統(tǒng)計(jì)方差分析，采用一般線性模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，并用Duncan和LSD法進(jìn)行多重比較，并檢驗(yàn)方差的顯著性(F)；當(dāng)P<0.05時(shí)認(rèn)為差異顯著，P<0.01時(shí)差異極顯著。所有數(shù)據(jù)采用Excel 2016和Sigmaplot 12.5進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被恢復(fù)方式下草地植物群落特征

經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的初級(jí)植被恢復(fù)演替(6年)，3種不同植被恢復(fù)方式下的草地群落組成發(fā)生了顯著的分異。3種植被恢復(fù)方式下的草地優(yōu)勢(shì)物種差異明顯(表1)，共生植物物種以狗尾草為主。3種植被恢復(fù)方式多年生植物的占比分別為33.3%，59.0%，44.7%，其中補(bǔ)播紫花苜蓿與補(bǔ)播無(wú)芒雀麥2種植被恢復(fù)方式均使補(bǔ)播物種成為了優(yōu)勢(shì)物種。

表1 2019年群落基本特征Table 1 Important value of each species of different plant communities in 2019

2.2 植被恢復(fù)對(duì)草地物種多樣性的影響

不同植被恢復(fù)方式對(duì)物種多樣性的影響表現(xiàn)出不一致的趨勢(shì)(圖1)。植被恢復(fù)的時(shí)間效應(yīng)對(duì)3種草地的物種多樣性均產(chǎn)生了顯著地影響(P<0.05)。隨著植被恢復(fù)時(shí)間的延長(zhǎng)，CK的物種數(shù)和多樣性指數(shù)呈逐漸下降的趨勢(shì)；SB的物種數(shù)和多樣性指數(shù)呈逐漸增加的趨勢(shì)；AF的多樣性指數(shù)變化不大，但其物種數(shù)2019年比2017年平均減少了3種。SB的物種數(shù)和多樣性指數(shù)顯著低于CK(P<0.05)，AF和CK的物種數(shù)和多樣性指數(shù)差異并不明顯，CK的物種數(shù)略高于AF。

圖1 草地植物多樣性的變化Fig.1 α-diversity of different restored plant community注：大寫(xiě)字母表示不同植被恢復(fù)方式草地間差異顯著(P<0.05)，小寫(xiě)字母表示同一年內(nèi)不同植被恢復(fù)方式間差異顯著(P<0.05)Note:Different capital letters indicate significant differences between different restoration methods at the 0.05 level,and different lowercase letter indicate significant differences between different restoration methods in the same year at the 0.05 level

2.3 植被恢復(fù)對(duì)土壤微生物量碳、氮的影響

如圖2所示，不同年際間土壤的微生物量碳含量沒(méi)有顯著差異，不同處理間微生物量碳含量也不存在顯著差異，但不同土壤深度對(duì)微生物量碳含量的影響差異顯著(P<0.05)，表現(xiàn)為0～10 cm (232.602 mg·kg-1) > 10～20 cm (100.896 mg·kg-1) > 20～30 cm (42.187 mg·kg-1)。

圖2 不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤微生物量碳的影響Fig.2 Effects of different restoration approaches on soil microbial biomass carbon

土壤微生量氮含量(圖3)受時(shí)間效應(yīng)影響差異極顯著(P<0.01)，總體微生物量氮含量呈增加的趨勢(shì)，同一土層不同年際間的微生物量氮含量差異顯著，2018年和2019年表層(0～10 cm)土壤的MBN含量極顯著地高于2017年含量(P<0.01)。

圖3 不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤微生物量氮的影響Fig.3 Effects of different restoration approaches on soil microbial biomass nitrogen

不同土壤深度對(duì)微生物量氮的影響差異顯著，表現(xiàn)為0～10 cm (34.91 mg·kg-1) > 10～20 cm(16.72 mg·kg-1) > 20～30 cm (7.93 mg·kg-1)。

不同植被恢復(fù)方式與時(shí)間的交互效應(yīng)顯著地影響土壤微生物量氮含量(P<0.05)，但不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤微生物量氮含量并沒(méi)有顯著影響，說(shuō)明不同植被恢復(fù)方式影響土壤微生物量氮的效應(yīng)隨著恢復(fù)時(shí)間的增加而逐漸顯現(xiàn)。

2.4 植被恢復(fù)對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響

土壤細(xì)菌測(cè)序共得到1 651 418條堿基，有效序列主要分布于421～460 bp，歸類(lèi)于6 078個(gè)OTU，分屬于39個(gè)門(mén)、970個(gè)綱、189個(gè)目、365個(gè)科、653個(gè)屬和14 170個(gè)種。

2.4.1細(xì)菌多樣性 通過(guò)在門(mén)水平測(cè)定土壤細(xì)菌的多樣性指數(shù)(包括Sobs,Shannon)發(fā)現(xiàn)，不同植被恢復(fù)方式對(duì)細(xì)菌的多樣性指數(shù)均沒(méi)有顯著性影響，只有AF和CK間的細(xì)菌門(mén)數(shù)量差異顯著(P<0.05)(圖4)。

圖4 植被恢復(fù)對(duì)土壤微生物群落α多樣性的影響(Sobs指數(shù)、Shannon指數(shù))Fig.4 T-test for α-diversity of soil bacterial community of different restoration approaches注：*為P<0.05，**為P<0.01，***為P<0.001，下同Note:*,P<0.05,*, P<0.01***, P<0.001,the same as below

2.4.2細(xì)菌群落組成 細(xì)菌群落以變形菌門(mén)(Proteobacteria)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、綠彎菌門(mén)(Chloroflexi)和酸桿菌門(mén)(Acidobacteria)為主，還包括芽單胞菌門(mén)(Germatimonadetes)、擬桿菌門(mén)(Bacterodietes)、厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、硝化螺旋菌門(mén)(Nitrospirobacteria)、裝甲菌門(mén)(Armatimonadetes)等(圖5)。其中，補(bǔ)播紫花苜蓿草地中的擬桿菌門(mén)細(xì)菌占比要顯著地高于無(wú)芒雀麥地和自然演替地(P<0.05)，浮酶菌門(mén)和裝甲菌門(mén)細(xì)菌占比顯著地低于無(wú)芒雀麥草地和自然演替草地(P<0.05)。

圖5 不同植被恢復(fù)方式土壤細(xì)菌群落組成差異Fig.5 Composition of soil bacterial community of different restoration approaches at phylum level

將不同處理間的細(xì)菌數(shù)據(jù)在OTU水平下進(jìn)行NMDS分類(lèi)(stress為0.123<0.2)發(fā)現(xiàn)：3種植被恢復(fù)方式下的細(xì)菌群落可以很好地分開(kāi)，并且SB和AF的細(xì)菌群落明顯的和CK區(qū)分開(kāi)(圖6)。采用細(xì)菌分型分析也發(fā)現(xiàn)，CK和SB，AF的細(xì)菌可以明顯的區(qū)別開(kāi)。表明3種植被恢復(fù)方式對(duì)土壤細(xì)菌群落的β多樣性影響顯著。

圖6 NMDS分析結(jié)果Fig.6 Non-metric multidimensional scaling analysis for β-diversity of soil bacterial community

2.5 不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤真菌多樣性的影響

土壤真菌測(cè)序共得到2 065 637條堿基，有效序列主要分布于221～320 bp，歸類(lèi)于1 809個(gè)OTU，分屬于8個(gè)門(mén)、29個(gè)綱、79個(gè)目、167個(gè)科、343個(gè)屬和606個(gè)種。主要包括子囊菌門(mén)(Ascomycota)、接合菌門(mén)(Zygomycota)、擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)、球囊菌門(mén)(Glomeromycota)、羅茲菌門(mén)(Rozellomycota)和壺菌門(mén)(chytridiomycota)等真菌。

2.5.1真菌多樣性 在門(mén)水平分析不同植被恢復(fù)方式下土壤真菌的多樣性指數(shù)(包括sobs，shannon)，如圖7所示，補(bǔ)播紫花苜蓿地和無(wú)芒雀麥地的真菌Sobs指數(shù)均顯著地高于自然演替地(P<0.05和0.01)，其中紫花苜蓿地的真菌Sobs指數(shù)最高；土壤真菌香農(nóng)指數(shù)以無(wú)芒雀麥草地最高，分別顯著高于自然演替地和補(bǔ)播無(wú)芒雀麥草地(P<0.05)。不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤真菌的多樣性產(chǎn)生了顯著影響。

圖7 真菌多樣性指數(shù)(Sobs指數(shù)、Shannon指數(shù))Fig.7 T-test for α-diversity of soil fungal community of different restoration approaches

2.5.2真菌群落組成 在門(mén)水平對(duì)不同處理間的真菌群落相對(duì)占比進(jìn)行差異分析，發(fā)現(xiàn)球囊菌門(mén)和unclassified_k這2類(lèi)真菌的差異顯著，補(bǔ)播無(wú)芒雀麥草地要顯著高于補(bǔ)播紫花苜蓿草地和自然演替地(P<0.01，P<0.05)；擔(dān)子菌門(mén)真菌占比在無(wú)芒雀麥草地略高于自然演替地與補(bǔ)播紫花苜蓿地，但差異不顯著。

圖8 真菌群落的組間差異比較Fig.8 Composition of soil bacterial community of different restoration approaches at phylum level

圖9 NMDS分析結(jié)果Fig.9 Non-metric multidimensional scaling analysis for β-diversity of soil fungal diversity

NMDS分析結(jié)果表明3種處理間的真菌群落能夠明顯的區(qū)分開(kāi)(stress<0.2)，說(shuō)明在不同植被恢復(fù)方式下，土壤真菌群落的β多樣性差異顯著。

3 討論

3.1 不同恢復(fù)植被對(duì)植物多樣性的影響

本研究中植物群落物種組成年際間變異較大，但補(bǔ)播紫花苜蓿方式中紫花苜蓿仍然為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)物種。結(jié)果表明，補(bǔ)播的紫花苜蓿一定程度上抑制了部分一年生雜草的出現(xiàn)，減少了群落中物種的數(shù)量。AF草地中每個(gè)物種占有的生態(tài)位更加充分，物種分布的均勻度變高，是一種積極正向的演替，推動(dòng)著群落的恢復(fù)。由于退化土地原生植被主要以依賴(lài)種子庫(kù)繁殖的一年生雜類(lèi)草為主，因此在補(bǔ)播無(wú)芒雀麥和紫花苜蓿草地中伴生物種的變化較大，并且在無(wú)芒雀麥處理中，無(wú)芒雀麥出現(xiàn)了衰退的跡象，其重要值下降了59.5%，這可能是因?yàn)闊o(wú)芒雀麥對(duì)所在地塊的水分含量和土壤全氮含量要求較高，在不進(jìn)行人工干預(yù)的條件下，會(huì)出現(xiàn)一定程度的自疏現(xiàn)象[10,27]。此外，3種處理間多樣性差異可能是由于在無(wú)芒雀麥草地(SB)中，無(wú)芒雀麥的衰退，導(dǎo)致其它物種(主要是雜類(lèi)草)的占比增加，一定程度上提高了SB的多樣性指數(shù)。此外，在我國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)補(bǔ)播無(wú)芒雀麥恢復(fù)天然草地植被的研究中發(fā)現(xiàn)，其它物種的多樣性顯著地降低，無(wú)芒雀麥表現(xiàn)出很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[24-26]。這可能是由于無(wú)芒雀麥地下芽庫(kù)的潛在更新能力，能夠在一定階段保持恢復(fù)群落的穩(wěn)定[18,28-29]。紫花苜蓿由于在建植初期生長(zhǎng)較慢，且為直根型多年生牧草，對(duì)其它功能群的影響相對(duì)較小[30-32]，所以紫花苜蓿群落中一二年生的雜類(lèi)草相對(duì)豐度較高。

3.2 土壤微生物群落多樣性變化分析

土壤細(xì)菌和真菌群落經(jīng)過(guò)5年時(shí)間的植被恢復(fù)，其群落β多樣性均出現(xiàn)了顯著地差異。說(shuō)明在不同優(yōu)勢(shì)物種的作用下，微生物群落多樣性的響應(yīng)變化不一，不同物種可能會(huì)影響形成不同的微生物群落，并且這種作用通過(guò)影響微生物的物種組成和相對(duì)豐度表現(xiàn)出來(lái)。這與近年來(lái)土壤微生物多樣性與植物相關(guān)關(guān)系的研究結(jié)果相一致，微生物多樣性主要受到地上植物輪作或某種優(yōu)勢(shì)物種的調(diào)控[33-35]。微生物對(duì)地上植被變化的響應(yīng)也主要表現(xiàn)為某一物種的相對(duì)豐度變化，而不是物種多樣性的變化[36-37]。此外，本研究中研究地塊相對(duì)集中且采用了區(qū)組隨機(jī)設(shè)計(jì)，土壤異質(zhì)性的影響相對(duì)較小，結(jié)果能夠較為真實(shí)的反應(yīng)生物因素(即不同恢復(fù)植被)對(duì)地下微生物群落的影響。紫花苜蓿和無(wú)芒雀麥草地由于草地枯落物的增加，土壤真菌的反應(yīng)敏感，表現(xiàn)出真菌多樣性和物種數(shù)量的明顯差異；相比于自然演替恢復(fù)地真菌中球囊酶屬的占比顯著提升，說(shuō)明紫花苜蓿和無(wú)芒雀麥補(bǔ)播建植后，通過(guò)一定時(shí)間的恢復(fù)演替，各自產(chǎn)生了不同的枯落物積累，對(duì)地下真菌群落產(chǎn)生了顯著影響[21,38]，尤其是無(wú)芒雀麥草地中球囊酶屬真菌顯著高于其它恢復(fù)模式，這可能與無(wú)芒雀麥能夠形成特異性的叢枝菌根真菌，加速地下部分養(yǎng)分傳遞有密切關(guān)系[22,39]。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)在北京淺山區(qū)退化草地中，經(jīng)過(guò)建植無(wú)芒雀麥和紫花苜蓿人工草地，土壤微生物量碳、氮含量在植被恢復(fù)后顯著高于植被自然演替地；不同植被恢復(fù)群落間的土壤細(xì)菌和真菌群落的β多樣性有顯著差異。無(wú)芒雀麥草地的植物多樣性顯著低于紫花苜蓿草地和對(duì)照，但其真菌和細(xì)菌的α多樣性差異并不顯著。本研究結(jié)果說(shuō)明了植被恢復(fù)對(duì)土壤微生物群落產(chǎn)生了顯著地影響，土壤細(xì)菌和真菌多樣性對(duì)不同優(yōu)勢(shì)植物的響應(yīng)不同。