樟树和马尾松人工林土壤酶活性和微生物群落对干季和湿季的响应

2022-09-26陈湘淋罗彩琳闫文德刘洪娜何功秀何含杰

中南林业科技大学学报 2022年7期

陈湘淋，沈燕，黄怡，罗彩琳，闫文德，刘洪娜，何功秀，何含杰

（中南林业科技大学 a.南方林业生态应用技术国家工程实验室；b.林业生物技术湖南省重点实验室，湖南长沙 410004）

植被是森林陆地生态系统的重要成员，同时也是连接土壤、水和大气的自然枢纽[1-2]，在物质循环与能量流动中发挥着重要作用。植被的生长受到温度和水分等多种因素的影响，而季节变化可调控环境中温度和水分的变化[3]。温度和水分变化可调节植被生长的载体-土壤生态系统中养分的转化与含量，进而直接或间接影响土壤酶活性水平和土壤微生物群落结构[4-5]。土壤微生物是土壤生态系统中最重要的组分，其在有机质分解、腐殖质形成、养分转化等过程中发挥着关键作用[6-7]，进而调控植物的生长发育进程[8]。一方面，土壤微生物可通过自身代谢活动增加土壤中养分含量，为植物的生长提供营养物质；另一方面，土壤微生物也可通过与根系的共生作用，促进植物的生长[9]。土壤微生物群落结构易受温度、水分等环境因素的影响[10-11]。已有的研究结果表明，温度和水分可直接影响土壤理化性质[12-13]、土壤微生物的群落结构和代谢活力[14]，从而影响土壤酶的分泌、营养元素吸收与利用等。土壤酶作为土壤生态系统中重要的组分，主要由土壤微生物分泌并在有机质分解和养分循环过程发挥着重要的催化作用[15-16]。

樟树和马尾松分别属于亚热带阔叶和针叶树种，是我国重要的用材林和生态林。有关樟树和马尾松人工林的研究主要集中在凋落物分解、凋落物储量以及养分动态特征等方面[17-18]，而有关亚热带地区樟树和马尾松人工林土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物群落结构及多样性对干季和湿季响应的研究较少。亚热带地区气象变化复杂，森林凋落物、土壤温度和水分等因素的季节变化影响，导致不同季节间土壤微生物群落结构差异更加显著[19]。因此，本研究以亚热带地区樟树和马尾松人工林土壤为研究对象，利用生理生化技术测定干季和湿季时土壤理化性质和土壤酶活性；运用Illumina 高通量测序技术，研究土壤细菌和真菌群落结构及多样性变化，探讨土壤理化性质、土壤酶活性与土壤微生物之间的相关性，阐明樟树林和马尾松林土壤酶和土壤微生物对干季和湿季变化的响应规律，以期为人工林的科学经营提供参考依据。

1 研究区概况

研究区位于湖南省森林植物园（113°02′E，28°06′N），属于亚热带季风性湿润气候，年平均温度为17.2℃，1月平均温度4.7℃，7月平均温度29.4℃，无霜期270～300 d，年平均日照时数1 677.1 h，年平均降水量1 422 mm。

研究区属于典型红壤丘陵区，土壤类型为第四纪更新世的冲积性网纹红土和砂砾。林下植被主要有：青桐Cordia dichotoma、油茶Camellia oleifera、喜树Camptotheca acuminata、小叶女贞Ligustrum quihoui、满树星Ilex aculeolata、杜荆Vitex canescens、栀子Gardenia jasminoides、淡竹叶Lophatherum gracile、黄檀Dalbergia hupeana、白栎Quercus fabri、华山矾Symplocos chinensis、狗脊蕨Woodwardia unigemmata等。表1为本研究区中樟树和马尾松人工林样地基本情况。

表1 各林分样地基本情况Table 1 Basic situation of forest stands in the sample plot

2 材料与方法

2.1 供试材料

2019年11月在湖南省森林植物园内选择樟树和马尾松人工林土壤为研究对象。

2.2 样地设置

分别在樟树和马尾松人工林中各设置3 块20 m×20 m 标准样地，共计6 个样地。

2.3 土样采集与保存

1）样品采集。分别于干季（2019年12月）和湿季（2020年6月）在每个样地中按“S”型随机选5 个点取样点，具体操作步骤如下：先移除樟树林和马尾松林样地表面未分解和半分解的凋落物，然后利用直径为5 cm 的土钻收集0～20 cm根际土壤样品，混匀后装入自封袋并立即带回实验室。每个样地1 个混合样品，每种林分3 个混合样品，总计6 个混合样品。为避免边际效应造成的取样误差，采样点距离样地边缘至少50 cm。

2）样品保存。将收集的樟树林和马尾松林样地土壤样品去除植物残体、石块和其他杂物之后，分为三部分备用。第一部分土壤样品经自然风干后过100 目土壤筛，用于测定土壤理化性质；第二部分土壤鲜样于4 ℃冰箱保存，用于测定土壤酶活性；第三部分土壤鲜样于-80 ℃冰箱保存，用于分析土壤微生物群落结构与多样性。

2.4 指标测定

1）土壤理化性质测定[20]。土壤pH 值采用电位法测定，全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，有机质含量采用重铬酸钾容量法测定，土壤含水率采用烘干法测定。

2）土壤酶活性测定[21-22]。3,5-二硝基水杨酸法测定土壤蔗糖酶活性，苯酚钠-次氯酸钠法测定脲酶活性，对硝基苯磷酸二钠法测定酸性磷酸酶，高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性。

3）土壤微生物群落结构与多样性分析。使用MN NucleoSpin 96 Soil 试剂盒提取土壤总DNA。进行基因组DNA 抽提后，用1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA 的完整性、纯度和浓度。以5～50 ng DNA 为模板，根据序列中的保守区域，使用通用引物，细菌16s rRNA 基因V3+V4 区引物为：338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)；真菌18s rRNA 基因ITS1 区引物为：ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′) 和ITS2(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)。在引物末端加上测序接头，进行PCR 扩增并对其产物进行纯化、定量和均一化形成测序文库，建好的文库先进行文库质检，质检合格的文库用Illumina HiSeq 2500（北京百迈客生物科技有限公司）进行测序。

2.5 数据处理

对原始数据进行拼接（FLASH,version 1.2.11），将拼接得到的序列进行质量过滤（Trimmomatic,version 0.33），并去除嵌合体[23]（UCHIME,version 8.1），得到高质量的Tags 序列。在相似性97%的水平上对序列进行聚类，获得OTU，并基于Silva（细菌）[24]和UNITE（真菌）[25]分类学数据库对OTU 进行分类学注释，在各水平统计各样品群落组成，利用QIIME 软件生成不同分类水平上的物种丰度表，使用R 语言（V3.5.2）软件进行群落组成分析、物种丰度聚类及热图分析。使用QIIME 软件，对样本Alpha 多样性指数（Chao1、Shannon、Simpson）和Beta 多样性（PcoA）分析进行评估[26]。使用Cannoco 5.0软件进行RDA分析。土壤理化性质及酶活性用Excel 2019 软件进行数据整理，SPSS 22.0 软件进行差异显著性和相关性分析。

3 结果与分析

3.1 樟树和马尾松林土壤理化性质分析

干季和湿季时樟树和马尾松林土壤理化性质如表2所示。由表2可知，樟树和马尾松人工林土壤pH 值变化范围为4.1～4.7，属于典型的酸性土壤。在湿季时，樟树人工林土壤pH 值和全磷含量呈现不同程度的降低，较干季分别降低了3.24%和47.37%，而含水率、有机质含量和全氮含量则分别提高了43.81%、16.63%和7.91%。与干季相比，湿季时马尾松人工林土壤pH 值、全磷含量分别降低了4.05%和25.81%，而含水率、有机质含量和全氮含量则分别提高了52.38%、3.95%和7.14%。在干季和湿季时，樟树人工林土壤含水率、有机质含量和全氮含量均高于马尾松人工林，而土壤pH 值低于马尾松人工林，其中pH 值和含水率达到显著性差异（P＜0.05）。以上结果表明干季和湿季对土壤理化性质具有重要的调节作用。

表2 樟树和马尾松人工林土壤基本理化性质†Table 2 Basic soil physical and chemical properties of C.camphora and P.massoniana plantations

3.2 樟树和马尾松人工林土壤酶活性分析

干季和湿季对樟树和马尾松人工林土壤酶活性的影响见表3。湿季时，樟树人工林土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别为12.58 mg·g-1·d-1、0.52 mg·g-1·d-1、305.57 μg·g-1·h-1和0.94 mL·g-1·20 min-1，较干季时酶活性水平分别提高了10.16%、100.00%、22.80%和59.32%。与干季相比，湿季时马尾松人工林土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别提高了8.64%、113.33%、15.29%和42.59%。在干季和湿季时，樟树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均高于马尾松林土壤酶活性。以上实验结果表明湿季可以有效提高樟树和马尾松人工林土壤酶活性水平。

表3 樟树和马尾松人工林土壤酶活性Table 3 Soil enzyme activities of C.camphora and P.massoniana plantations

3.3 土壤酶活性与土壤理化性质间相关性分析

樟树和马尾松人工林土壤酶活性和土壤理化性质相关性分析如表4所示。由表4可知，土壤pH 值与含水率、有机质和脲酶呈极显著负相关关系（P＜0.01）；含水率与全磷呈极显著负相关关系，与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著正相关关系（P＜0.01），与有机质和全氮呈显著正相关关系（P＜0.05）；有机质和全氮呈极显著正相关关系（P＜0.01），与脲酶呈显著正相关关系（P＜0.05）；全磷与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著负相关关系（P＜0.01），脲酶与酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著正相关关系（P＜0.01）；酸性磷酸酶与过氧化氢酶呈极显著正相关关系（P＜0.01）。

表4 土壤酶活与土壤理化性质间相关性分析†Table 4 Correlation analysis between soil enzyme activity and soil physical and chemical properties

3.4 樟树和马尾松人工林土壤微生物多样性分析

干季和湿季对樟树和马尾松人工林土壤微生物多样性的影响如表5所示。由表5可知，在湿季时，樟树人工林土壤细菌OTU、ACE 和Chao1 指数较干季时分别提高了29.08%、33.12%和34.10%，达到显著性差异（P＜0.05）；而Shannon 指数则无显著性差异（P＞0.05）。与干季相比，湿季时马尾松人工林土壤细菌OTU、ACE 和Chao1 指数分别提高了34.13%、33.02%和33.06%，达到显著性差异（P＜0.05）；Shannon 指数无显著性差异（P＞0.05）。

表5 樟树和马尾松人工林土壤微生物群落多样性指数†Table 5 Diversity indexes of soil microbial community in C.camphora and P.massoniana plantations

在湿季时，樟树人工林土壤真菌OTU、ACE、Chao1 和Shannon 指数较干季时分别降低了10.15%、40.28%、30.38% 和14.94%，其中ACE和Chao1 指数达到显著性差异（P＜0.05）。与干季相比，湿季时马尾松人工林土壤真菌OTU、ACE、Chao1 和Shannon 指数均呈现不同程度的下降，分别降低了26.80%、49.38%、44.01%和6.51%，其中OTU、ACE 和Chao1 指数达到显著性差异（P＜0.05），而Shannon 指数则无显著性差异（P＞0.05）。以上实验结果表明，在湿季时，樟树和马尾松人工林土壤细菌多样性增加，真菌多样性降低。

3.5 樟树和马尾松人工林土壤微生物群落组成

在干季和湿季时樟树和马尾松人工林土壤细菌在门水平上的群落组成如图1所示。由图1可知，在干季和湿季，樟树和马尾松人工林土壤细菌类群在门水平上均有较高的丰富度，但无显著性差异。樟树人工林土壤细菌群落在干季和湿季时，最优势菌群是：酸杆菌门（Acidobacteria,35.19%～36.92%）、变形菌门（Proteobacteria,24.17%～26.79%）、绿弯菌门（Chloroflexi,14.00%～14.03%）和放线菌门（Actinobacteria,10.37%～13.98%），共占细菌群落总数的86.35%～89.10%。在湿季时，放线菌门的相对丰度低于干季，而浮霉菌门的相对丰度高于干季。马尾松人工林土壤细菌群落在干季和湿季时，最优势菌群是：变形菌门（Proteobacteria,29.28%～32.01%）、酸杆菌门（Acidobacteria,24.88%～25.43%）、放线菌门（Actinobacteria,18.81%～23.077%）和绿弯菌门（Chloroflexi,5.92%～13.01%），共占细菌群落总数的85.99%～86.41%；在湿季时，放线菌门和WPS-2的相对丰度低于干季，而绿弯菌门的相对丰度高于干季。同时发现，樟树人工林土壤细菌中酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度高于马尾松人工林，而变形菌门和放线菌门的相对丰度则低于马尾松人工林。

图1 干季和湿季时樟树（A）与马尾松人工林（B）土壤细菌群落组成Fig.1 Soil bacterial community composition of C.camphora (A) and P.massoniana (B) plantations under dry seasons and wet seasons

干季和湿季时樟树和马尾松人工林土壤真菌在门水平上的群落组成如图2所示。由图2可知，樟树和马尾松人工林土壤真菌群落在门水平上种类较少，但干季和湿季间存在显著性变化。樟树人工林土壤真菌群落在干季和湿季时，最优势菌群是：子囊菌门（Ascomycota,28.53%～47.74%）、担子菌门（Basidiomycota,15.82%～23.56%）和被孢霉门（Mortierellomycota,3.77%～3.93%），共占真菌群落总数的48.13%～67.73%。在干季时，樟树人工林土壤中子囊菌门相对丰度高于湿季。马尾松人工林土壤真菌群落在干季和湿季时，最优势菌群是：子囊菌门（Ascomycota,40.17%～63.57%）、担子菌门（Basidiomycota,24.06%～37.78%）和被孢霉门（Mortierellomycota,1.91%～2.70%），占真菌群落总数的80.65%～89.54%。在干季时，马尾松人工林土壤子囊菌门的相对丰度高于湿季，而担子菌门和被孢霉门的相对丰度则低于湿季。同时发现，相同生长条件下樟树人工林土壤真菌中子囊菌门和担子菌门的相对丰度均低于马尾松人工林。

图2 干季和湿季时樟树（A）与马尾松人工林（B）土壤真菌群落组成Fig.2 Soil fungi community composition of C.camphora (A) and P.massoniana (B) plantation under dry seasons and wet seasons

通过PCoA 分析评估了不同林型和季节对微生物群落组成的影响（图3）。结果显示，在干季和湿季时，樟树和马尾松人工林土壤细菌无显著性分离效应；对于土壤真菌群落，相同林型的真菌群落聚集在一起，表明林型对真菌群落的影响比较大。

图3 土壤微生物群落的主坐标分析(PCoA)Fig.3 Principal coordinate analysis (PCoA) of soil microbial community

3.6 土壤微生物群落与土壤理化性质和酶活性的相关性

樟树和马尾松人工林土壤微生物与环境因素之间RDA 分析如图4所示。由图4A 可知，樟树和马尾松人工林土壤细菌群落在两个排序轴上的解释率分别为28.62%和24.02%，土壤含水率和全磷值是调控该地区樟树人工林和马尾松人工林土壤细菌群落结构变化的重要因素（P＜0.05）。樟树和马尾松人工林土壤真菌群落在两个排序轴上的解释率分别为52.26%和13.72%（图4B），土壤全磷是调控该地区樟树人工林和马尾松人工林土壤真菌群落结构变化的重要因素（P＜0.05）。

图4 细菌（A）和真菌（B）群落结构与环境因子的RDA 分析Fig.4 RDA analysis of bacterial (A) and fungal (B) community structure and environmental factors

樟树和马尾松人工林与环境因子及酶活性间相关性热图分析结果表明（图5），细菌群落中，疣微菌纲（Verrucomicrobiae）与含水率、脲酶和酸性磷酸酶呈显著正相关关系；嗜热油菌纲（Thermoleophilia）与含水率、脲酶和酸性磷酸酶呈显著负相关关系；纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）与含水率呈显著正相关关系，与全磷呈显著负相关关系；放线菌纲(Actinobacteria)与含水率和脲酶呈显著负相关关系；Acidobacteriia与pH 值呈显著负相关关系。

图5 主要细菌（A）和真菌（B）与环境因子和酶活性的Spearman 相关热图Fig.5 Spearman correlation heat map of main bacteria (A) and fungi (B) with environmental factors and enzyme activities

在真菌群落中，酵母纲（Saccharomycetes）与含水率和酸性磷酸酶呈显著负相关关系，与全磷呈显著正相关关系；被孢霉纲（Mortierellomycetes）与pH 值呈极显著负相关关系；盘菌纲（Pezizomycetes）与pH 值呈极显著正相关关系；银耳纲（Tremellomycetes）与全磷呈显著正相关关系；散囊菌纲（Eurotiomycetes）与有机质、全氮和酸性磷酸酶呈显著负相关关系；粪壳菌纲（Sordariomycetes）与全磷呈显著正相关关系。

3.7 功能预测

PICRUSt 和FUNGuild 功能预测可以更好地了解细菌和真菌在樟树和马尾松人工林土壤微生态环境中的重要功能（图6）。在干季和湿季时，樟树和马尾松人工林土壤细菌功能表现出较高的相似性，主要参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅因子和维生素代谢、信号转导等生理过程。在相同环境条件下，樟树和马尾松人工林土壤真菌的功能具有显著差异，其中樟树人工林土壤植物病原体和木材腐生菌相对丰度显著高于马尾松人工林，而马尾松人工林土壤外生菌根菌相对丰度显著高于樟树人工林。

图6 PICRUSt 和FunGuild 预测细菌（A）和真菌（B）的功能Fig.6 The functional prediction of bacteria (A) and fungi (B) by PICRUSt and FunGuild

4 讨论

4.1 干季和湿季对土壤理化性质和土壤酶活性的影响

在森林生态系统中，树种组成、凋落物、根活性、微气象等因素直接或间接影响土壤的理化性质[27]。本研究结果表明，在湿季时，樟树和马尾松人工林土壤pH 值和全磷含量降低，这与多祎帆[28]和薛银婷[18]的研究结果相一致。在湿季时，樟树和马尾松人工林土壤含水率增大，对土壤可溶性物质具有稀释作用[29]，可能调控变形菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、子囊菌门和担子菌门的相对丰度（图1～2）及土壤酶活性水平（表3），进而可能导致了pH 值和全磷含量较干季时呈现不同程度的降低。樟树和马尾松人工林有机质和全氮含量在湿季时提高，有可能是在湿季（夏季）时温度升高，降水量增加，调节了樟树和马尾松人工林土壤微生物的群落结构和相对丰度，增加微生物的活性并提高土壤酶的活性水平[30]，促进土壤有机质等组分的降解与转化[31]以供给植物快速生长。樟树人工林土壤有机质和全氮含量均高于马尾松人工林含量，可能是植物类型和凋落物导致土壤微生物群落组成和相对丰度产生差异，从而影响土壤养分代谢的效率及营养元素的循环利用[32]。

土壤酶活性的高低可以作为土壤肥力评定的一个重要指标[33]。蔗糖酶和过氧化氢酶主要驱动土壤有机质的分解，磷酸酶对促进土壤碳、氮、磷元素转化有显著作用，脲酶是促进土壤氮素转化的专一酶[34]。本文研究结果表明，在湿季时，蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性水平均高于干季酶活性水平。可能是因为在湿季时，林分地被植物生长茂盛，土壤根系发达，土壤含水率高，有利于土壤微生物的迁移[35]，进而促进土壤酶的形成。土壤磷酸酶活性活性可判断土壤的有机磷转化的能力[36]。在湿季时，樟树人工林的酸性磷酸酶活性水平高于马尾松人工林，表明樟树人工林土壤有机磷的转化速率较快；磷酸酶活性变高可降低土壤pH 值，进而通过调节土壤抑制剂或活化剂的有效浓度影响土壤酶的反应速率[37-38]。相关性分析结果显示，土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间呈极显著正相关（P＜0.01），说明这3 种酶在进行反应时，不仅具有特定的专一性，还存在一定的共性[37]。土壤酶活性水平是土壤生态功能评价中重要的生物学指标，与土壤理化性质密切相关[39-40]。樟树和马尾松人工林土壤含水率与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著正相关，土壤全磷与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著负相关，与前人的研究结果基本一致[41]；这些结果表明土壤理化性质对土壤酶活性水平具有重要的调控作用。

4.2 土壤微生物多样性

土壤微生物是土壤生态系统重要的组成部分，其在养分循环和植物生产力等方面发挥着重要的作用[7,42]。土壤微生物群落多样性受季节变化影响，季节变化则主要通过温度和水分对微生物过程产生影响[10-12]。本研究中，湿季时樟树和马尾松人工林土壤细菌OTU、ACE、Chao1 指数均显著高于干季，达到显著性差异（P＜0.05），表明湿季可以增加土壤细菌多样性(表5)。这是因为湿季有利于植物的光合作用，促使更多的光合作用产物进入土壤，为土壤细菌提供营养源，从而促进土壤细菌的生长和繁殖[5]。但是，湿季时樟树和马尾松人工林土壤真菌OTU、ACE、Chao1 指数均低于干季，这与前人的研究结果不一致[27,43]。推测原因可能是在湿季时，土壤含水量高，通气性差，抑制了好氧真菌的活性，导致真菌多样性降低[44]；也有可能是在湿季时，植物生长迅速，根系分泌物增多，抑制真菌的繁殖，从而降低土壤真菌的多样性[45]。

4.3 土壤微生物群落结构

土壤细菌群落结构与植物类型、土壤理化性质等因素密切相关[11]。在干季和湿季时，樟树和马尾松人工林土壤细菌类群在门水平上种类较丰富，其中优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和绿弯菌门（图1），与之前在亚热带酸性森林土壤中的研究结果一致[46]。酸杆菌门属于寡营养细菌门，可降解结构复杂的木质素与纤维素[47]，为土壤提供养分；变形菌门包含多种代谢固氮细菌种类[48]，参与多种生物化学循环过程。绿弯菌门中的微生物主要为厌氧类细菌，可将糖和多糖发酵成有机酸和氢[49]，从而加快土壤中有机物料的分解与吸收。在湿季时土壤含水率高，通气性差，氧气含量低，更有利于绿弯菌门的生长。在土壤细菌优势菌落中，樟树人工林土壤酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度高于马尾松人工林，而变形菌门和放线菌门的相对丰度则低于马尾松人工林，表明林分类型对土壤细菌优势菌群的相对丰度具有显著的影响。土壤真菌是土壤微生物的重要组成成分，主要参与土壤养分循环、有机质形成与分解、土壤酶活性产生等代谢过程[50]。在干季和湿季时，樟树和马尾松人工林土壤真菌群落优势菌群主要是子囊菌门、担子菌门和被孢霉门，其中湿季时子囊菌门的相对丰度均低于干季，而樟树人工林土壤子囊菌门和担子菌门的相对丰度均低于马尾松人工林，可能是由于马尾松是针叶林树种，其凋落物中有难以分解的木质素，而担子菌群则可分解木质素以满足生长需求[51]。

细菌群落的功能特征在季节和森林类型都没有明显的差异，而真菌群落功能在季节和森林类型都出现了明显的差异。土壤细菌和真菌功能对季节和森林类型的响应差异有可能是真菌对各种环境变化更敏感[52]。腐生真菌在有机质分解中的作用尤为重要；外生菌根真菌可以产生胞外酶来分解土壤中复杂的有机氮（N），并为植物提供氨基酸作为氮源[53]。樟树和马尾松人工林功能性真菌群落差异表明不同植物类型可以通过招募不同的土壤微生物群落[54]，产生不同的功能差异以适应多变的环境。

4.4 土壤微生物群落与环境因子的关系

土壤微生物群落结构与土壤养分代谢、营养元素循环、土壤理化性质等生理过程密切相关[6-7]。有研究表明含水率对土壤微生物的群落结构和代谢活力有重要影响[14,55]。磷是植物生长所必须的大量元素，前人有研究表明森林生态系统易受到磷的限制[56]。本研究结果表明酵母纲（Saccharomycetes）、银耳纲（Tremellomycetes）和粪壳菌纲（Sordariomycetes）与全磷呈显著正相关，微菌纲（Verrucomicrobiae）和纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）与含水率呈显著正相关。此外，RDA 分析结果也表明土壤全磷和含水率是调控该地区樟树人工林和马尾松人工林土壤微生物群落结构变化的主要因素。相关性分析结果表明，樟树和马尾松人工林脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶与土壤含水率呈极显著正相关关系（表4）。因此，季节引起的樟树和马尾松人工林土壤含水率升高，可以提高土壤脲酶、酸性磷酸酶酶和过氧化氢酶活性，进而调控土壤微生物的群落结构和相对丰度，改善土壤生态环境，提高土壤质量。也有研究结果表明，土壤pH 值对微生物的影响较大[57-58]，大多数微生物细胞内pH 值通常在中性1 个pH 值单位以内，而土壤pH 值微小的变化均会对单细胞生物体施加压力，进而影响微生物的繁殖与代谢速率[59]。在干季和湿季，樟树和马尾松人工林土壤中的Acidobacteriia与pH 值呈显著负相关关系，盘菌纲（Pezizomycetes）与pH 值呈极显著正相关关系；被孢霉纲（Mortierellomycetes）与pH 值呈极显著负相关关系（图5）。影响土壤酶活性、细菌和真菌的因素不只有土壤养分、不同植被类型、土壤水气热条件等环境因素，还有诸多环境因子与酶活性、细菌和真菌之间存在复杂的机制，有待进一步研究。