摘要：為探究內(nèi)蒙古不同類型草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)及其影響因子，以內(nèi)蒙古中東部自西向東連續(xù)分布的荒漠-典型-草甸草原為研究對象，采用高通量測序的方法分析土壤真菌群落特征，結(jié)合土壤理化性質(zhì)揭示真菌群落的驅(qū)動因子。結(jié)果表明：三種草原的土壤均呈堿性且以沙粒為主，土壤含水率差異顯著（P＜0.05）；荒漠草原土壤養(yǎng)分含量（土壤有機質(zhì)、總氮和總磷）最低，草甸草原土壤養(yǎng)分含量最高；荒漠草原土壤真菌的Shannon指數(shù)、Chao 1指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)最高；不同類型草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)具有顯著差異（P＜0.05）；子囊菌門（Ascomycota）、擔子菌門（Basidiomycota）、被孢霉門（Mortierellomycota）和壺菌門（Chytridiomycota）是優(yōu)勢真菌門；被孢霉屬（Mortierella）和鐮刀菌屬（Fusarium）是共有優(yōu)勢屬；草原土壤真菌以腐生營養(yǎng)型為主，主要功能群豐度無明顯差異；冗余分析表明土壤含水率是不同類型草原土壤真菌群落的主要驅(qū)動因子。

關(guān)鍵詞：草原類型；土壤真菌；群落結(jié)構(gòu)；功能預測；環(huán)境因子

中圖分類號：S154.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2023）07-1977-11

Study on the Struture and Driving Factors of Soil Fungal Community in Different Grassland Types in Inner Mongolia

XU Lin-fang^1，2， MI Yuan-ting³， LIU Lan-zhou^1，2， WEN Lu^1，2， LI Yong-hong^1，2， XU Ji-fei^1，2*

（1. School of Ecology and Environment， Inner Mongolia University， Hohhot， Inner Mongolia 010021， China; 2. Ministry of Education Key Laboratory of Ecology and Resource Use of the Mongolian Plateau， Hohhot， Inner Mongolia 010021， China;3. Inner Mongolia Technical College Mechanics and Electrics， Hohhot， Inner Mongolia 010070， China）

Abstract：In order to explore the structure and driving factors of soil fungal community in different grasslands types in Inner Mongolia，we studied the desert-typical-meadow steppes in Inner Mongolia，which were distributed continuously from west to east. High-throughput sequencing was used to analyze the characteristics of soil fungal community and reveal the driving factors of fungal community in combination with soil physical and chemical properties. The results showed that the soil was alkaline and mainly sandy texture in the three types of grasslands，and the soil moisture content was significantly different （P＜0.05）. The soil nutrient content （soil organic matter，total nitrogen，and total phosphorus） was the lowest in desert steppe. The Shannon index，Chao 1 index，and Pielou evenness index of soil fungal communities in desert steppe were the highest. There were significant differences in soil fungal community structure of different types of grasslands （P＜0.05）. Ascomycota，Basidiomycota，Mortierellomycota，and Chytridiomycota were the dominant fungal phyla. Mortierella and Fusarium were the common dominant genera. The Saprotroph fungi were dominant in grassland soil，and there was no significant difference in the abundance of major functional groups. Redundancy analysis suggested that soil moisture content was the main driving factor of soil fungal communities in different types of grasslands in Inner Mongolia.

Key words：Grassland types;Soil fungi;Community structure;Function prediction;Environmental factors

草原生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有涵養(yǎng)水源、保持水土和防風固沙等重要生態(tài)功能^[1]。我國是世界草原大國，草原面積占國土面積的40.9%^[2]。內(nèi)蒙古草原是歐亞大陸草原的重要組成部分，是目前世界上草原類型最多、保存最完整的草原之一。地理位置和氣候條件的綜合作用使得內(nèi)蒙古草原類型呈現(xiàn)明顯的地帶性分布規(guī)律，自西向東由荒漠草原到典型草原再過渡到草甸草原^[3]。因此該區(qū)域是研究不同類型草原與土壤微生物相互關(guān)系的天然實驗室^[4]。

真菌作為草原土壤微生物的主要類群之一，與植物體形成寄生或共生關(guān)系，能將復雜有機物降解與轉(zhuǎn)化為可供其他生物吸收利用的簡單化合物，從而影響土壤碳排放和肥力，對草原物質(zhì)循環(huán)以及能量流動具有促進作用^[5]。土壤真菌群落變異率較大、分布較松散，通常被認為與地表植被密切相關(guān)^[6-7]。李挺等^[8]對南嶺不同植被類型的土壤真菌研究發(fā)現(xiàn)，土壤真菌群落結(jié)構(gòu)能顯著響應植被類型的演替與變化。楊虎等^[9]對賀蘭山東坡不同植被類型的土壤真菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)，真菌群落整體存在差異性，多樣性指數(shù)一致表現(xiàn)為淺山灌叢＞山地荒漠草地＞亞高山草甸＞亞高山針葉林。草原土壤水分和養(yǎng)分等理化性質(zhì)發(fā)生變化，也會影響真菌群落的結(jié)構(gòu)和功能^[10]。Wu等^[11]發(fā)現(xiàn)土壤水分的降低能夠減少草原土壤真菌的豐富度。閆瑾等^[12]在研究短花針茅荒漠草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)對水氮控制的響應時發(fā)現(xiàn)，真菌優(yōu)勢門類的相對豐度隨著氮素的添加有逐漸升高的趨勢，水分變化顯著影響土壤真菌群落的豐富度。Widdig等^[13]發(fā)現(xiàn)氮添加和聯(lián)合氮磷添加可以顯著改變草原土壤真菌的群落組成，溶解性有機碳和溶解性氮的比值是真菌群落組成的主要驅(qū)動因素。地表植物種類和土壤理化性質(zhì)都強烈影響著真菌的多樣性和群落結(jié)構(gòu)，而草原土壤真菌的分布格局和群落結(jié)構(gòu)又可以評價土壤的健康狀況，指導草原的有效管理和合理利用^[14]。因此，探究內(nèi)蒙古不同類型草原土壤真菌群落的多樣性、結(jié)構(gòu)、功能及驅(qū)動因子，在一定程度上可預測草原生態(tài)系統(tǒng)功能的演變方向，對草原健康狀況的研究具有參考意義。

本試驗以內(nèi)蒙古草原為研究對象，采用高通量測序技術(shù)對草原土壤真菌群落多樣性和組成進行分析，明確荒漠、典型和草甸草原土壤真菌群落的結(jié)構(gòu)特征，探討真菌功能群變化，找出驅(qū)動真菌群落變化的關(guān)鍵環(huán)境因子，深刻理解草原土壤真菌多樣性產(chǎn)生和維持的機制，旨在從土壤真菌群落的角度為草原生態(tài)系統(tǒng)的保護和重建等提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

內(nèi)蒙古草原是歐亞大陸草原的重要組成部分。主要受水熱條件的影響，內(nèi)蒙古草原的水平地帶性比較明顯，從中西部的荒漠草原過渡到中部的典型草原再到東部區(qū)的草甸草原^[3]。在研究區(qū)域中（圖1），自西向東依次為荒漠草原（Desert steppe，DS）、典型草原（Typical steppe，TS）、草甸草原（Meadow steppe，MS）^[15]。其中荒漠草原屬溫帶干旱半干旱氣候，年均氣溫2℃～5℃，年降水量為150～200 mm；典型草原為溫帶半干旱大陸性氣候，年均氣溫0.2℃～2.8℃，年降水量為225～350 mm；草甸草原的年均氣溫-2.4℃～2.2℃，年降水量為250～350 mm，降水均集中在6—8月。沿著DS-TS-MS，年均氣溫遞減，而降水量遞增。

1.2 樣品采集與處理

根據(jù)地面植被狀況，在不同類型草原中選取3個地形平坦、坡度范圍0～5°、坡向為陽坡或半陽坡的樣點進行采樣調(diào)查，如圖1所示，在中國測繪網(wǎng)（https：//www.cehui8.com/3S/GIS/20130702/205.html）下載1∶400萬的中國行政區(qū)劃圖作為內(nèi)蒙古分析的底圖。取樣時間2015年8月，每個類型的草原選取3個采樣點，每個采樣點設置一個10 m×10 m的大樣方，沿對角線設置3個1 m×1 m的小樣方，采集小樣方中心深度為0～20 cm的土樣，以隨機、等量為原則混合，挑去表面植被殘枝、石礫等雜質(zhì)，混勻過篩（2 mm），裝入10 mL離心管，低溫條件下帶回實驗室于－80℃低溫保存?zhèn)溆??；哪菰?個取樣點為DS1（43°37′38.50″ E，112°10′11.01″ N），DS2（43°43′11.16″ E，112°48′14.06″ N），DS3（43°37′08.57″ E，112°48′13.96″ N），海拔分別為957 m，980 m，977 m，建群植物以小針茅（Stipa klemenzii）為主。典型草原的3個取樣點為TS1（44°00′57.28″ E，114°57′17.52″ N），TS2（44°16′28.00″ E，116°31′10.59″ N），TS3（43°51′02.53″ E，116°25′41.13″ N），海拔分別為1 079 m，1 153 m，1 150 m，TS1和TS2以克氏針茅（Stipa krylovii）和冰草（Agropyron cristatum）為主，TS3以克氏針茅（Stipa krylovii）、大針茅（Stipa grandis）和糙隱子草（Cleistogenes squarrosa）為主。草甸草原的3個取樣點為MS1（43°29′12.77″ E，116°45′29.49″ N），MS2（43°30′13.44″ E，116°49′15.29″ N），MS3（43°15′23.31″ E，117°19′36.21″ N），海拔分別為1 284 m，1 435 m，1 201 m，MS1以羊草（Leymus chinensis）和大針茅（Stipa grandis）為主，MS2以羊草（Leymus chinensis）、羊茅（Festuca ovina）和日陰菅（Carexpe pediformis）為主，MS3以大針茅（Stipa grandis）、冰草（Agropyron cristatum）和冷蒿（Artmisia frigida）為主。

1.3 土壤理化性質(zhì)測定

將土壤樣品放入烘箱在105℃條件下烘干至恒重，測定土壤含水率（Soil moisture content，SMC）；使用pH計（DELTA 320，Mettler Toledo，Shanghai，China）測定土壤pH值；激光粒度儀（Microtrac S3500，Microtrac Inc.，USA）測定土壤粒度，砂粒（Sand）1～0.05 mm，粗粉砂（Coarse silt，CS）0.05～0.01 mm，細粘粒（Fine clay，F(xiàn)C）＜0.001 mm；重鉻酸鉀氧化外加熱法測定土壤有機質(zhì)（Soil organic matter，SOM）；土壤總氮（Total nitrogen，TN）采用重鉻酸鉀-硫酸消解法測定；總磷（Total phosphorus，TP）采用硫酸-高氯酸-鉬銻抗比色法測定。

1.4 DNA的提取及Illumina MiSeq測序

取出－80℃保存的土壤樣品，置于無菌操作臺融化后，采用Fast DNA SPIN Kit for Soil試劑盒提取土壤中DNA，以提取的DNA為模板，進行目的片段的擴增。使用引物ITS1F（5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′）和ITS2R（5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′）對真菌ITS1-ITS2區(qū)域進行PCR擴增。PCR反應在ABI Gene Amp^? 9700型PCR擴增儀上完成。PCR反應體系（25 μL）：10×Buffer 2.5 μL，Taq酶0.2 μL，2.5 mM dNTPs 2 μL，正反引物各1 μL，DNA模板1 μL，ddH₂O17.3 μL，總共25 μL。PCR擴增循環(huán)程序為：94℃預變性2 min，94℃變性30 s，55℃退火30 s，72℃延伸30 s，共計25個循環(huán)。將擴增后的產(chǎn)物在微量紫外分光光度計上測量DNA產(chǎn)物的濃度與純度，最后將純化產(chǎn)物送往上海美吉生物技術(shù)有限公司進行Illumina MiSeq雙端高通量測序，產(chǎn)物長度為300 bp。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

采用One-way ANOVA和Tukey法對土壤理化性質(zhì)進行顯著性檢驗和多重比較?；跍y序獲得的原始數(shù)據(jù)，使用QIIME 2^[16]進行質(zhì)量控制、dada2去噪獲得擴增子序列變異（Amplicon sequence variants，ASVs）、將每一個ASV代表性序列與Unite數(shù)據(jù)庫進行比對獲得物種分類信息、計算真菌稀釋曲線和計算多樣性指數(shù)。使用Shannon指數(shù)以衡量真菌群落的多樣性、Chao 1指數(shù)反映物種豐富度和Pielou evenness指數(shù)評估物種的均勻度。使用基于Bray_Curtis距離的主坐標成分分析（Principal Coordinates Analysis，PCoA）表征不同草原土壤真菌的β多樣性和檢驗土壤真菌群落的相異性，采用置換多元方差分析（Permutational multivariate analysis of variance，PERMANOVA）評估不同類型草原真菌群落結(jié)構(gòu)差異顯著性。通過One-way ANOVA和LSD多重比較法對門水平真菌的豐度進行顯著性分析。利用LEfSe^[17]（Linear discriminant analysis effect size）解析三種草原真菌群落結(jié)構(gòu)差異，尋找組與組之間具有統(tǒng)計學差異的物種，設置篩選值為2.0，多組比較參數(shù)設置為更嚴格的one-against-one。使用FunGuild^[18]對代表性序列進行功能預測，草原土壤真菌被劃分為不同的營養(yǎng)型和功能群，結(jié)果數(shù)據(jù)保留置信度為“很可能”（Probable）和“極可能”（Highly probable）的ASVs及其類別，所有鑒定為復合營養(yǎng)型的群落均歸入“其他真菌”（Other fungi），鑒定為復合多功能的群落分別統(tǒng)一為“其他腐生真菌”（Other saprotrophic fungi）。真菌群落門水平的豐度數(shù)據(jù)作為物種數(shù)據(jù)與土壤環(huán)境因子進行冗余分析（Redundancy analysis，RDA）。R語言軟件（version 4.1.0）進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 草原土壤理化性質(zhì)

由圖2所知，三種草原土壤均呈堿性，DS土壤pH最高為8.36，與TS和MS的土壤pH差異顯著（P＜0.05）。草原土壤質(zhì)地以沙粒為主（＞70%），粗粉砂含量次之（5%～25%），細粘粒含量最少（＜5%）；在三種草原土壤中，DS砂粒含量最高但粗粉砂和細粘粒含量最低；砂粒含量、粗粉砂含量和細粘粒含量在DS與MS之間差異顯著（P＜0.05），在TS與MS之間無顯著差異。土壤含水率沿著DS-TS-MS顯著增加（P＜0.05），依次為0.99%，5.19%，13.34%，MS土壤含水率是DS和TS的13.53倍和2.58倍。沿著DS-TS-MS，有機質(zhì)含量依次為12.14，35.69，37.98 g·kg^-1，總氮含量依次為1.29，2.13，2.81 g·kg^-1，總磷含量依次為0.27，0.51，0.62 g·kg^-1，說明土壤養(yǎng)分含量（土壤有機質(zhì)、總氮和總磷）沿著DS-TS-MS增加，與土壤含水率的變化趨勢相似；DS與TS之間和DS與MS之間土壤養(yǎng)分含量差異顯著（P＜0.05），說明DS土壤養(yǎng)分含量與另外兩種草原相比發(fā)生了顯著變化；但是，土壤養(yǎng)分含量在TS與MS之間無顯著差異，說明TS和MS之間土壤養(yǎng)分含量變化較小，養(yǎng)分較為類似。

2.2 草原土壤真菌多樣性

對9個草原土壤樣品ITS1-ITS2區(qū)域測序，經(jīng)過優(yōu)化過濾低質(zhì)量序列，獲得593805條序列，共計2083個ASVs。由圖3可知，所有樣本的稀釋曲線趨于平緩，表明測序深度合理，序列信息可以反映草原土壤真菌群落的真實情況；Shannon多樣性指數(shù)沿著DS-TS-MS降低，依次為6.09，5.91，4.92；DS和TS的Chao 1豐富度指數(shù)較為接近，分別為387和367，是MS的1.61和1.52倍；Pielou均勻度指數(shù)也沿著DS-TS-MS降低，分別為0.71，0.69，0.63。草原土壤真菌群落的Shannon指數(shù)、Chao 1指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為DS＞TS＞MS，但無顯著差異。

由圖4可知，PCoA1軸和PCoA2軸分別可以解釋38.07%和28.02%的群落組成差異；在代表真菌群落的PCoA1軸上，TS和MS樣本點幾乎都在負軸區(qū)域，而DS樣品點緊密聚集在正軸區(qū)域，說明TS與MS的真菌群落較為相似；DS與TS和MS明顯區(qū)分開且在PCoA1軸上距離相對較遠，表明DS與另外兩種草原土壤真菌的群落組成差別較大。PERMANOVA檢驗結(jié)果表明三種草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)具有顯著差異（P＜0.05）。

2.3 草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)

所有樣點共鑒定出11個真菌門，包括33個綱、78個目、161個科、295個屬和303個種。將在任一類型草原中平均相對豐度高于1%的門定義為真菌優(yōu)勢門^[19]。三種草原的優(yōu)勢真菌門包括子囊菌門（Ascomycota）、擔子菌門（Basidiomycota）、被孢霉門（Mortierellomycota）和壺菌門（Chytridiomycota）（圖5），相對豐度分別為21.49%～75.17%，5.67%～50.32%，1.53%～30.87%，0.22%～7.56%，這四個優(yōu)勢門在DS，TS，MS的累計平均相對豐度依次為79.84%，88.30%，90.61%。土壤真菌優(yōu)勢門的相對豐度發(fā)生了變化，子囊菌門在DS和TS占絕對優(yōu)勢，相對豐度高于50%；壺菌門是DS的優(yōu)勢門，TS的非優(yōu)勢門，在MS不存在；MS的三個優(yōu)勢門豐度分布較為均勻。沿著DS-TS-MS，擔子菌門和被孢霉門的豐度升高，子囊菌門和壺菌門的豐度降低，被孢霉門的豐度在三種類型草原間差異顯著（P＜0.05）。

在屬水平上，將相對豐度占比大于1.00%的真菌定義為優(yōu)勢菌屬（圖6）。DS優(yōu)勢屬依次為光黑殼屬（Preussia，18.52%），鏈格孢屬（Alternaria，5.48%），曲霉菌屬（Aspergillus，2.92%），Monosporascus（2.74%），Darksidea（2.26%），被孢霉屬（Mortierella，1.88%），Acrophialophora（1.80%），Comoclathris（1.61%），鐮刀菌屬（Fusarium，1.31%），Nothophoma（1.09%），彎孢霉屬（Curvularia，1.05%），Naganishia（1.00%）。TS優(yōu)勢屬包括被孢霉屬、鐮刀菌屬、角擔菌屬（Ceratobasidium）和Thyrostroma等。MS優(yōu)勢屬包括角擔菌屬、Solicoccozyma、被孢霉屬和鐮刀菌屬等。三種草原共24個優(yōu)勢屬，被孢霉屬和鐮刀菌屬是共有優(yōu)勢屬，被孢霉屬的豐度變化情況為DS＜MS＜TS，鐮刀菌屬的豐度變化為MS＜DS＜TS，這兩個物種在TS的豐度占比之和為32.17%。

真菌群落從目分類水平開始出現(xiàn)差異菌群，共11個真菌分類群在統(tǒng)計學上差異顯著（LDA＞2.0，P＜0.05）（圖7A），說明三種草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。DS中檢測到8個差異類群，包括2個目、1個科、3個屬和2個種；在目水平上有球囊霉目（Glomerales）和囊擔菌目（Cystofilobasidiales）；在科水平上有Mrakiaceae；在屬水平上有柄孢殼屬（Zopfiella），Limonomyces，Tausonia；在種水平上有Aspergillus_fumigatus和Tausonia_pullulans。TS富集了種水平的Fusarium_polyphialidicum和Sporormiella_minimoides。MS富集了種水平的Acremonium_furcatum。結(jié)合進化分支圖和物種的相對豐度進行分析（圖7A和7B），發(fā)現(xiàn)子囊菌門的柄孢殼屬和擔子菌門的Tausonia和Limonomyces在三種草原土壤中存在差異，這三個差異菌屬在DS的豐度高于TS，在MS中不存在。

2.4 草原土壤真菌群落功能

真菌群落功能按照營養(yǎng)方式（Trophic mode）被劃分為腐生營養(yǎng)型（Saprotroph）、病理營養(yǎng)型（Pathotroph）和共生營養(yǎng)型（Symbiotroph）（圖8A）。三種草原均呈現(xiàn)出腐生營養(yǎng)型比例＞病理營養(yǎng)型比例＞共生營養(yǎng)型比例。DS共生營養(yǎng)型的比例最低為4%，而腐生營養(yǎng)型和病理營養(yǎng)型的比例均高于TS和MS。雖然腐生營養(yǎng)型在TS和MS中的占比均最高分別為32%和36%，但是在DS占比高達為62%，是TS的1.94倍、MS的1.72倍。三種營養(yǎng)類型主要分屬于15個功能群，豐度排名前三的功能群為其他真菌（Other fungi）、未定義腐生真菌（Undefined saprotroph）和植物病原菌（Plant pathogen）（圖8B）。共生營養(yǎng)型中的外生菌根（Ectomycorrhizal）豐度較高，體表寄生真菌（Epiphyte）在TS的豐度遠高于在另外兩種草原中的豐度，其余4種營養(yǎng)型的豐度分布較為均勻。病理營養(yǎng)型中，植物病原菌占比最高且沿著DS-TS-MS減少，動物病原菌（Animal pathogen）的豐度沿著DS-TS-MS增加。雖然草原土壤真菌功能群發(fā)生變化，但是15個功能群的豐度在三種類型草原間并無顯著差異，說明三種類型草原真菌群落發(fā)揮的主要功能基本一致。

2.5 草原土壤真菌群落與環(huán)境因子的冗余分析

通過冗余分析探明草原土壤中門水平真菌與土壤環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系（圖9）。RDA1和RDA2對真菌群落的解釋率分別為69.81%和17.09%，累計解釋率達到86.90%，說明RDA排序結(jié)果可靠，這兩個排序軸可以較好地反映土壤真菌群落與理化性質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系。在代表真菌群落的RDA1軸上，樣本點DS，TS，MS從左到右明顯地分散開，該軸與pH負相關(guān)性較強，與總磷有較強的正相關(guān)關(guān)系。土壤環(huán)境因子在RDA1軸和RDA2軸上均存在明顯分異，草原土壤真菌群落與pH和砂粒呈負相關(guān)，與細粘粒、有機質(zhì)、總氮、含水率和總磷呈正相關(guān)。優(yōu)勢菌門與環(huán)境因子的相關(guān)性較好，砂粒和pH與子囊菌門和壺菌門呈正相關(guān)，細粘粒、有機質(zhì)、總氮、含水率和總磷與擔子菌門和被孢霉門呈正相關(guān)。土壤含水率對真菌群落組成變異的解釋度為48.2%，對草原土壤真菌群落的變化影響顯著（P＜0.05）。

3 討論

3.1 不同類型草原土壤真菌群落多樣性

土壤微生物多樣性是評價群落特征和穩(wěn)定性的重要指標，通常土壤微生物群落多樣性越高、群落結(jié)構(gòu)越復雜，則土壤生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定^[20]。三種草原真菌群落的Shannon多樣性指數(shù)、Chao 1豐富度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)差異不顯著，但均沿著荒漠-典型-草甸草原在水平梯度上降低。草原土壤真菌群落多樣性發(fā)生變化，可能是由于三種草原間土壤水分發(fā)生了顯著變化。土壤含水量影響微生物棲息地和生態(tài)位的形成，并對碳和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化產(chǎn)生連鎖效應，影響了土壤真菌的數(shù)量和活動狀態(tài)，進而改變了真菌群落的多樣性^[21-22]。荒漠草原中土壤真菌多樣性較高，可能是由于荒漠草原氣溫高、降水少和養(yǎng)分含量低，物種之間競爭激烈和適于微生物生存的生態(tài)幅較窄，導致其具有較高的多樣性^[20，23]。

3.2 不同類型草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)

優(yōu)勢菌在決定微生物群落平衡方面起著重要作用，影響微生物的群落結(jié)構(gòu)^[23]。三種草原門水平相對豐度＞1%的真菌有子囊菌門、擔子菌門、被孢霉門和壺菌門，這與韓麗等^[6]和王占青等^[23]的研究結(jié)果相似。子囊菌門在荒漠草原和典型草原上占有絕對優(yōu)勢且與草甸草原具有顯著差異，可能是受土壤含水率的影響。Wang等^[24]研究了內(nèi)蒙古不同類型草原土壤真菌群落的空間分異，發(fā)現(xiàn)在干旱時土壤真菌群落將會轉(zhuǎn)向由子囊菌門主導的群落組成。真菌優(yōu)勢屬的豐度發(fā)生明顯變化，三種草原共發(fā)現(xiàn)24個真菌優(yōu)勢屬，但只有被孢霉屬和鐮刀菌屬存在于所有樣本中?？梢姴煌愋筒菰寥勒婢S度發(fā)生了變化，真菌群落結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出顯著差異。

微生物對地上植被變化的響應主要表現(xiàn)為某一物種的相對豐度變化，同一門類下的物種對環(huán)境變化的響應可能一致^[25-26]。三種草原土壤真菌群落共檢測出了11個差異類群，分屬于子囊菌門、擔子菌門和球囊菌門。韓麗等^[6]對內(nèi)蒙古農(nóng)牧交錯帶與農(nóng)田相鄰的溫帶草原土壤真菌群落研究也發(fā)現(xiàn)，土壤真菌組間差異的標志物種分別為擔子菌門、油壺菌門、球囊菌門和被孢霉門。沿著自西向東連續(xù)分布的荒漠-典型-草甸草原，子囊菌門的豐度顯著降低，子囊菌門下柄孢殼屬的豐度也顯著降低；擔子菌門的豐度升高，而擔子菌門下屬水平物種Tausonia和Limonomyces的相對豐度卻顯著降低。草原土壤真菌群落與植物群落密切相關(guān)，植物群落組成的變化規(guī)律往往被用作草原類型的指標^[6-7]。研究發(fā)現(xiàn)真菌差異物種的豐度變化沿著荒漠-典型-草甸草原具有規(guī)律性，柄孢殼屬、Tausonia和Limonomyces還具有作為荒漠草原生物標記物的潛力，推測真菌群落差異物種的豐度變化能在一定程度上用來指示草原類型。

3.3 不同類型草原土壤真菌群落功能分析

真菌群落為了適應環(huán)境的變化，可以同時采用多種營養(yǎng)方式^[27]。本研究中，不同類型草原的主要營養(yǎng)類型同為腐生型真菌、病理型真菌和共生營養(yǎng)型，這與朱書紅等^[24]和陳興瓊等^[28]的研究結(jié)果一致。腐生營養(yǎng)型真菌的豐度最高，腐生菌群的主要作用是將土壤中的有機質(zhì)分解為植物能夠吸收的礦物質(zhì)營養(yǎng)^[29]。子囊菌門真菌以腐生菌居多，可分解多種難降解物質(zhì)，是土壤中有機物的重要分解者，對環(huán)境脅迫不敏感^[30]?；哪菰懈鸂I養(yǎng)型菌群占比較高，可能與荒漠草原中凋落物為相關(guān)微生物群落提供了營養(yǎng)有關(guān)。植物病原菌在所有功能群中占比最高且豐度沿著荒漠-典型-草甸草原下降。研究表明，植物多樣性和覆蓋率的提高與植物病原體的增加有關(guān)，草原土壤退化可能有利于根際病原微生物的生長^[10]。三種類型草原自西向東荒漠化程度降低同時植被覆蓋率升高，植物病原菌豐度降低。共生營養(yǎng)型所占比例最低，但是外生菌根功能群的豐度較高。外生菌根真菌在促進土壤中有機物質(zhì)的分解及植物對有機、無機元素吸收，提高植物抗病和抗逆性等方面具有重要意義^[31]。擔子菌門是普遍存在的外生菌根真菌，能夠降解木質(zhì)素等難以分解的物質(zhì)，促進草原土壤養(yǎng)分循環(huán)^[32]。盡管真菌的營養(yǎng)型和功能群豐度發(fā)生了明顯變化，但是主要功能群豐度在三種類型草原間無顯著差異，發(fā)揮著較為相似的功能。

3.4 影響不同類型草原土壤真菌群落的關(guān)鍵因子

土壤理化性質(zhì)是微生物群落結(jié)構(gòu)變化和空間分布的主要驅(qū)動力，揭示土壤與微生物之間的關(guān)系是當前生態(tài)學和土壤學的研究熱點之一^[33]。分析發(fā)現(xiàn)土壤含水率是影響草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子。在荒漠草原、典型草原和草甸草原中，任意兩種草原的土壤含水率均存在顯著差異，已有研究表明不同草地類型土壤含水率的分布特征會存在差異^[34]。土壤含水率發(fā)生變化可能是受土壤荒漠化的影響，沿著荒漠-典型-草甸草原土壤荒漠化程度減輕。魏晶晶等^[35]對不同退化程度高寒草地研究發(fā)現(xiàn)，從輕度退化至高度退化，草原土壤含水率呈減少趨勢且差異性顯著。草原土壤的含水率與養(yǎng)分密切相關(guān)，適量增加土壤含水量可以增加土壤速效養(yǎng)分含量、提高土壤肥力，影響土壤微生物活動和碳氮循環(huán)，進而改變微生物的群落結(jié)構(gòu)^[36-37]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤含水率與土壤養(yǎng)分呈正相關(guān)，對擔子菌門和被孢霉門的影響較大。擔子菌門和被孢霉門是除子囊菌門外三種草原土壤真菌群落的主要優(yōu)勢門，擔子菌門能夠促進土壤中有機物質(zhì)的分解，被孢霉門豐度的提升有助于補充土壤氮源和碳源，對草原土壤養(yǎng)分循環(huán)起著至關(guān)重要的作用^[32]。土壤含水率影響了真菌主要優(yōu)勢門的豐度，在一定程度上改變了土壤真菌群落的結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古荒漠-典型-草甸草原土壤的理化性質(zhì)與真菌群落結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生了變化。真菌群落功能雖然均呈現(xiàn)出腐生營養(yǎng)型比例＞病理營養(yǎng)型比例＞共生營養(yǎng)型比例，但是不同類型草原之間土壤真菌群落主要功能群的豐度無差異。土壤粗粉砂、細粘粒、含水率、有機質(zhì)、總氮和總磷的含量均沿著荒漠-典型-草甸草原呈現(xiàn)出增高的變化趨勢，而真菌群落的Shannon指數(shù)、Chao 1指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)沿著荒漠-典型-草甸草原降低，三種類型草原的土壤理化性質(zhì)和真菌群落結(jié)構(gòu)具有顯著差異。土壤含水率在任意兩種類型草原間差異顯著，與優(yōu)勢門擔子菌門和被孢霉門具有較強的正相關(guān)關(guān)系，是顯著影響三種類型草原土壤真菌群落結(jié)構(gòu)變化的關(guān)鍵環(huán)境因子。

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（責任編輯 劉婷婷）