土壤真菌群落组成的变化取决于功能群和森林干扰类型

干扰可以改变北方森林的群落动态，然而，其对地下生态过程的影响仍然未知。其中，土壤真菌对森林干扰特别敏感，但对于土壤真菌各功能群对不同干扰类型的响应知之甚少。在本文中，作者探究了松林树皮甲虫爆发、野火、清场伐木以及除害性砍伐这些干扰对土壤真菌群落以及生物量的影响。

森林干扰可以影响地上和地下物种的结构、功能以及长期演替动态。然而，尚不清楚各种改变地上森林结构的干扰将如何影响土壤真菌的群落、丰度和多样性。作为土壤微生物重要的一部分，土壤真菌影响了许多的生态过程，其能通过分解有机物质并通过与植物根系形成共生体来介导碳氮动态，从而影响宿主的养分供应和生长。森林扰动造成的土壤退化，特别是有机层的丧失，会降低真菌的总生物量并影响真菌功能群。因此，有必要了解不同的干扰将如何影响森林有机层，以预测不同真菌功能群丰度的变化以及土壤碳的潜在损失。

在本文中，作者研究了加拿大松树林中不同的生物（甲虫爆发）和非生物（野火、清场伐木以及除害性砍伐）干扰对土壤真菌群落的影响。作者提出以下假设：

（a）真菌各功能类群对森林干扰的响应不同。以活松作为碳源的真菌（外生菌根真菌）在野火和伐木等干扰后将减少；

（b）对森林有机层的破坏介导了特定真菌功能群的频率和多样性的变化。在土壤有机质积累中起重要作用的功能群（外生菌根真菌）可能会减少，从而影响促进相反碳动态的功能群（腐生真菌和丛枝菌根真菌）的比例；

（c）土壤真菌生物量受到干扰的影响。与留下完整森林有机层的干扰（甲虫爆发）相比，严重破坏森林有机层和土壤真菌群落组成的干扰（野火、清场伐木以及除害性砍伐）将导致土壤真菌生物量更为明显的下降。

土壤真菌的生物量（麦角蛋白含量）在一些干扰类型和未干扰的森林之间不同（图1）。与对照相比，在扰动导致树木损失（清场伐木、除害性砍伐和野火）的地点，真菌生物量平均降低了56 %。但是，在受甲虫爆发干扰的地点，真菌生物量比对照高44 %。

真菌群落结构在干扰与未干扰森林之间显著不同。通过FUNGuild数据库将真菌amplicon sequence variants （ASVs）分为外生菌根真菌、丛枝菌根真菌、腐生真菌以及病原真菌。外生菌根真菌群落组成在干扰与对照森林之间不同。具体而言，清场伐木、除害性砍伐和野火干扰的位点与未干扰位点具有不同的外生菌根真菌群落（图2a）。对于病原性真菌，野火是唯一改变群落结构的干扰（图2b）。对于丛枝菌根真菌和腐生真菌，干扰并没有改变其群落结构（图2c、d）。

本文编辑：徐侠课题组

徐侠 | 南京林业大学，教授，Global Change Biology编委（2017-2020）

研究方向：全球变化生物学、土壤生态学、生物地球化学