高通量测序分析黄土高原退耕还林区土壤细菌群落特征

来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：

作者：刘晓华,魏天兴

单位：北京林业大学水土保持学院, 水土保持国家林业局重点实验室, 林业生态工程教育部工程研究中心, 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站, 北京 100083,北京林业大学水土保持学院, 水土保持国家林业局重点实验室, 林业生态工程教育部工程研究中心, 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站, 北京 100083

摘要：为分析不同植被恢复模式下土壤细菌群落特征，探讨微生物在植被恢复过程中对黄土高原退耕还林区土壤生态系统的作用，采用高通量测序技术，以山西吉县典型森林生态系统人工林（人工刺槐林、人工油松林）、天然次生林和荒草地为研究对象，分析其土壤细菌α多样性、群落结构特征、功能预测以及土壤环境因子与细菌群落的相关性.结果表明，各恢复模式共得到25门、66纲、129类、240科、392属、760种和2213 OTUs；细菌群落的丰富度存在显著差异，均表现为草地 > 天然次生林 > 人工刺槐林 > 人工油松林.在门分类水平上，天然次生林和草地与人工林之间群落的相对丰度变化存在差异性，但差异性不显著.α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和δ-Proteobacteria在天然次生林土壤中的相对丰度要高于其他4种恢复模式，而在草地中的相对丰度最低.在土壤环境因子中TN和pH对土壤细菌群落的影响较大，优势细菌门类与TN和pH具有显著相关性，其中TN与Actinobacteria （放线菌门）呈显著正相关，pH与Proteobacteria （变形菌门）呈显著正相关，与Actinobacteria （放线菌门）呈显著负相关，而Acidobacteria （酸杆菌门）与TN和pH均呈显著负相关关系.土壤细菌群落主要涉及细胞运动，信号转导机制，氨基酸转运和代谢、辅酶的运输和代谢等24个二级功能，均表现出功能上的丰富性.本研究结果可为黄土高原退耕还林区植被恢复的效益评价提供良好的数据基础，并为人工林的合理经营提供科学依据.

关键词：高通量测序,土壤细菌群落,环境因子,退耕还林,黄土高原,