王建波，付曉玲，劉曉佳，倪紅偉

（1.黑龍江省科學院 自然與生態(tài)研究所，哈爾濱 150040；2.黑龍江省林業(yè)科學院，哈爾濱 150081）

0 引言

凋落物分解對生態(tài)系統(tǒng)能量流動和生物地球化學循環(huán)具有深遠的影響，是生態(tài)學領域研究的重要內容[1]。已有研究表明，陸地生態(tài)系統(tǒng)每年產生的生物量90%以凋落物形式存在[2]。近年來，由于全球氣候變化導致群落物種組成及結構均發(fā)生顯著變化，這必然會對凋落物的質量以及土壤微生物群落產生顯著影響。目前，有關凋落物分解及土壤微生物群落方面已經取得了一定的研究成果。然而，這些研究對凋落物分解過程中不同階段土壤微生物群落變化關注較少，而且多集中在森林、草地方面[1，3-6]，對濕地凋落物分解研究的較少。

濕地生態(tài)系統(tǒng)是地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，濕地面積只占陸地面積的4%～6%，但卻存儲了陸地生態(tài)圈35%的碳，在全球碳循環(huán)過程中起著舉足輕重的作用[7]。濕地的季節(jié)性積水導致凋落物分解速率降低，有機物質積累量增加。對濕地凋落物分解過程的研究，特別是凋落物分解過程中，土壤微生物群落如何變化，能夠反映濕地凋落物分解的特定過程。本實驗采用磷脂脂肪酸法（Phospholipid Fatty Acid,PLFA）測定了凋落物分解120 d和390 d后的土壤微生物群落組成，探討濕地凋落物分解過程中微生物群落如何變化。這些結果可為揭示濕地凋落物分解的微生物作用機制提供基礎數據。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究地點設置在洪河國家自然保護區(qū)，地處三江平原的東北部。研究區(qū)海拔為55～65 m，該地屬于溫帶濕潤、半濕潤季風氣候，多年平均氣溫為1.9℃，平均降水量為585 mm。保護區(qū)內主要植被類型是草甸和沼澤。本研究選擇具有典型性和代表性的小葉章濕地設立實驗樣地，其中小葉章（Calamagrostis angustifolia）為建群種，主要伴生種包括漂筏苔草（Carexpseudocuraica）、灰脈苔草（Carexappendiculata）等。

1.2 研究方法

2016年4 月末，隨機采集小葉章群落立枯體，放置在65℃烘箱中烘干至恒重作為凋落物樣品備用。凋落物分解速率的測定采用分解袋（litter bags）法。分別稱取5 g±0.05 g的烘干樣品，裝入尼龍紗布制成的分解袋（10 cm×10 cm）內，其孔徑大小為1 mm，每個樣地共設置36個分解袋。放置凋落袋前，去除地面原有的凋落物，將分解袋平鋪于裸露的地表上，用長10 cm的鐵釘固定，使其盡可能接近自然狀態(tài)。分別在分解第120 d和390 d時進行土樣采集。采樣時按混合采樣法采集凋落袋下0～10的土壤，土壤取樣后迅速帶回實驗室，去除土樣中的雜質，混合均勻后保存在-80℃冰箱中待測。

采用磷脂脂肪酸法進行土壤微生物群落的測定。具體方法為應用Agilent 6850氣象色譜儀測定，Sherlock MIS 4.5系統(tǒng)分析土壤樣品中的磷脂脂肪酸成分，依據相關文獻對所得PLFA表征分類[6，8-9]。通常n14:0～n20:0為 普 通 直 鏈 脂 肪 酸（Universal）；14:0 anteiso、15:0 anteiso、16:0 anteiso、17:0 anteiso、14:0 iso、15:0 iso、16:0 iso、17:0 iso表征革蘭氏陽性菌（Gp）；14:1 ω9c、14:1ω8c、14:1ω5c、15:1ω8c、15:1ω6c、16:1ω9c、16:1ω7c、17:1ω8c、18:1ω9c、18:1ω7c、18:1ω5c表 征革蘭氏陰性菌（Gn）；16:0 10-methyl、17:0 10-methyl、18:0 10-methyl表征放線菌（Actinobacteria）；18:1ω6c、18:3 ω6c、18:2ω6c表征真菌（Fungi）。

1.3 數據處理

采用Excel 2016軟件對數據進行統(tǒng)計分析，繪圖采用SigmaPlot軟件。

2 結果與分析

2.1 土壤微生物群落磷脂脂肪酸含量

在凋落物分解過程中，與分解120 d相比，凋落物分解390 d時，土壤中細菌磷脂脂肪酸含量和磷脂脂肪酸總量顯著升高（P＜0.05），而真菌磷脂脂肪酸含量呈現(xiàn)升高的趨勢，但未達到統(tǒng)計學顯著水平（圖1）。

圖1 凋落物分解過程中土壤細菌、真菌、放線菌磷脂脂肪酸含量及總量

2.2 土壤微生物群落磷脂脂肪酸結構

在凋落物分解120～390 d的過程中，直鏈脂肪酸14:00、16:00含量降低，而20:00含量升高；細菌特征脂肪酸17:1 isoω9c、17:0 anteiso、17:1 anteisoω7c、22:0 iso、19:0 cycloω7c含量升高、而19:0 cycloω9c、18:1 ω7c含量降低；真菌特征脂肪酸18:1ω9c含量升高；放線菌特征脂肪酸16:0 10-methyl降低（圖2）。

圖2 磷脂脂肪酸在凋落物分解120～390 d的變化

2.3 土壤微生物群落磷脂脂肪酸比值

與凋落物分解120 d時的土壤微生物群落相比，390 d時的土壤微生物群落的革蘭氏陽性菌/革蘭氏陰性菌顯著降低了23.4%；而19:0 cyclo ω7c/18:1ω7c的比值卻增加了152.8%（P＜0.05）；真菌/細菌的比值變化不大。

3 討論

土壤微生物作為凋落物的主要分解者，其群落結構必然受凋落物分解過程的影響。本研究中，隨著凋落物的分解進程，土壤微生物群落有著顯著的差異，其中19:0 cycloω7c/18:1ω7c比值顯著升高，而G+/G-比值顯著下降（圖3），這與張圣喜[10]對有關亞熱帶闊葉樹種凋落物分解的部分研究結果一致。研究發(fā)現(xiàn)19:0 cycloω7c/18:1ω7c的比值與養(yǎng)分可利用性具有一定的相關性，即隨著凋落物分解的進程，可利用養(yǎng)分逐漸減少，因此導致19:0 cycloω7c/18:1ω7c的比值升高[11]；隨著分解時間進程，難分解的有機物質增加，G+利用難分解有機物質的能力較G-更強，必然會增加G+/G-比值[12]。真菌/細菌比是表征微生物群落變化的指標之一，李珊珊[6]和Chapman[13]的研究結果均表明，隨著凋落物分解進程，真菌/細菌比均下降，這可能是由于隨著凋落物分解，凋落物養(yǎng)分降低，真菌不如細菌對不利環(huán)境的耐受性，因此真菌生物量會降低，而導致真菌/細菌比降低[14]。值得一提的是，本研究中土壤G+/G-降低，真菌/細菌比值變化不大，這與前人的研究結果有所不同，這可能是生態(tài)系統(tǒng)類型差異導致的。此外，本研究是野外原位實驗，影響因素較多，時間較短，有關凋落物分解過程中土壤微生物的變化還有待于進一步研究。

圖3 土壤微生物群落磷脂脂肪酸比值