2024, Vol. 44文章信息
- 陈羽彤, 张利敏, 王思琪, 周利军
- CHEN Yutong, ZHANG Limin, WANG Siqi, ZHOU Lijun
- 冻融季温带森林土壤真菌群落结构及功能类群对不同土壤有机碳输入的响应
- Soil fungal community structure and functional group in response to different soil organic carbon inputs in the temperate forest during the freeze-thaw season
- 生态学报. 2024, 44(6): 2244-2255
- Acta Ecologica Sinica. 2024, 44(6): 2244-2255
- http://dx.doi.org/10.20103/j.stxb.202304200815
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文章历史
- 收稿日期: 2023-04-20
- 网络出版日期: 2023-12-22
2. 绥化学院, 农业与水利工程学院, 绥化 152061
2. College of Agriculture and Hydraulic Engineering, SuiHua University, Suihua 152061, China
土壤微生物群落分布散乱且广泛, 对于维持生态平衡以及优化生态结构等有着关键作用, 同时也是生态系统养分传输中不可缺少的因素[1]。Sun M[2]研究认为在森林生态系统微生物群落中细菌群落是在数量上占据主导地位, 但是真菌群落起到在分解过程中将土壤和植物相互影响联系起来的重要作用[3], 且真菌群落在群落结构和多样性方面对土壤生态环境的响应比细菌群落更灵敏[4—6]。土壤真菌群落是调节生态系统功能的重要驱动力[7], 可以提高植物生产力以及缓解其他生物和非生物胁迫[8]。土壤真菌群落可以实现功能冗余, 而相关类群可以更加灵活高效的与外部环境有效兼容和协同[9], 有助于维持生态系统生产力时间尺度的稳定性, 这与真菌功能类群的生态策略密切相关[10]。Meidute[11]研究证实土壤真菌群落能够降解顽固化合物从而在纤维素和半纤维素分解中占据主导地位, 而Thomas Schneider[12]认为当外界环境发生变化时子囊菌门等腐生营养型真菌会在众多功能类群真菌中率先作出响应降解土壤有机质释放土壤养分。土壤有机碳为真菌群落的生长提供能量, 输入土壤有机碳具有增强土壤保水性以及对植物所需的营养元素产生供应等作用, 不同土壤有机碳的输入方式会导致真菌群落的生物量、结构及活性发生变化, 同时对土壤理化性质和土壤养分进行调节[13], 从而间接影响着真菌群落功能以及真菌群落所参与的土壤有机质矿化等过程。
在森林生态系统中对于土壤有机碳的研究一般是针对植被根系和凋落物的输入, 1956年Francis Hole博士在森林生态系统中设置了改变碳源输入方式的实验方法(detritus input and removal treatments, DIRT)[14], 通过控制地表凋落物和根系的输入方式与速率可以在较短时间内观测到土壤有机碳和土壤微生物群落间的反馈作用, 对土壤生态系统进行深入研究[15—16]。植物根系是植物运输水分和营养物质的主要器官, 而在温带森林中来源于植物根系输入的碳是土壤微生物重要能量来源[17], 植物根系生物量的增加或减少会刺激或减弱真菌生长, 从而影响微生物对有机质的物理化学作用[18]。Chen D[19]研究表示根系去除会阻断光合作用输入土壤, 进而降低土壤中有机碳的含量；同时Wang Q K[20]发现去除根系还可能改变土壤微生物群落, 使得土壤真菌数量减少、放线菌数量增加且细菌群落结构有所变化。凋落物是比较有效且营养成分较高的一种地上有机物, 内部含量变化会导致土壤碳库发生积累或流失[21]。Leff J W[22]和Crow S E[23]发现在热带森林与亚热带实验林中凋落物含量与土壤有机碳含量呈显著正相关关系, 双倍凋落物处理后的土壤有机碳含量显著增加同时去除凋落物处理使有机碳含量下降[24]。此外, 根据部分学者的结论可知：将去除凋落物输入处理作为参照, 去除根系输入处理对于植物生长影响差异较为显著[25—26]。究其原因来看, 主要是因为根系和真菌会发生联合反应, 并产生根系共同体, 真菌利用有机物的提取可以让宿主的营养成分处于合理状态[27], 通过强化光合效能以及提高水分胁迫的耐受性, 可以让植物与环境的兼容性更强, 适应效果更好[28]。对于是否得出根系输入处理对土壤真菌群落的影响多于凋落物输入处理这一结论尚不明确, 因此探究在不同土壤碳源输入对温带森林土壤真菌群落的影响对于促进森林生态系统稳定性具有现实意义。
在森林生态系统中, 植物根系和凋落物的输入会受到水热环境因子的影响, 尤其是在中高纬度地区出现的冻融作用对有机碳输入的影响更大。冻融作用是在秋末春初出现反复冻结融化过程同时是中高纬度地区和高海拔区域鲜明的特色作用, 这种特色的冻融作用会对区域内生态系统的变化产生重要影响[29]。王广帅[30]和孙嘉鸿[31]通过研究发现, 冻融作用主要通过改变土壤理化性质和水热环境过程从而能够使微生物的活性以及菌群数量发生变化；在此同时冻融交替会降低根系的活力, 久而久之, 根系就会逐步凋亡腐烂, 并释放出有机碳, 进而让其碳源更加充足。娄鑫[32]研究表明冻融交替过程会使土壤中的C、N、P等浓度急速增加, 对于生态系统养分循环与输送会带来一定干扰, 潜在地影响生态系统生产力。通过以上研究推断冻融作用会对土壤生态系统和微食物网产生直接或间接的影响, 但是关于土壤真菌群落的结构及功能对冻融作用的响应目前尚未明确[33]。此外, 我们以前的研究也证实了不同季节下土壤真菌群落的组成及多样性存在明显差异, 但是对于真菌群落结构及功能类群方面的研究较为缺少。因此研究冻融季土壤碳源输入方式对于长期监测土壤真菌群落结构间的相互作用及功能变化是十分重要的。
近年来有关冻融季温带森林土壤真菌群落对植物碳源输入方式响应的研究较少, 土壤理化性质和水热环境因子的差异与土壤真菌群落之间的具体影响机理并未形成共识。随着FUNGuild真菌功能预测技术的升级和运用, 真菌群落结构及功能的变化逐渐成为了学界科研的焦点[34], 以相同类型营养物质为基准, 站在生态功能的维度下, 对真菌功能类型以及具体结构等予以剖析[35]。本研究通过野外控制实验(DIRT)与室内实验相结合, 以帽儿山地区典型的温带森林土壤为研究对象, 通过FUNGuild功能预测平台和高通量测序技术, 围绕研究区域内真菌群落对四种碳源输入处理方式的响应, 为研究土壤微生态环境的变化对生态系统过程的影响提供理论支持和参考依据。根据以往研究提出以下假设：(1)在不同有机碳输入方式中土壤真菌群落结构变化具有差异, 相比于去除凋落物输入处理, 去除根系输入处理对土壤真菌群落的结构方面影响更大。(2)不同有机碳输入方式会对土壤真菌群落功能类群在数量占比方面产生影响, 去除根系输入处理会使功能类群中腐生营养型真菌的数量增加。
1 材料与方法 1.1 研究区概况研究区域位于黑龙江省尚志市帽儿山镇(45°25′N, 127°38′E), 是东北林业大学森林生态站, 长期开展森林生态系统观测研究。
研究区属于温带大陆性季风气候, 年平均降水量723mm, 年平均蒸发量1093mm, 年平均气温2.8℃；地貌为低山丘陵区, 地势由南向北逐渐升高, 平均海拔300m, 最高山峰海拔805m；区内土壤为暗棕色的森林土壤, 属于淋溶土；植被属长白植物区系, 是典型的东北东部天然次生林区, 平均森林覆盖率为95%[36]。
1.2 试验设计和样本采集于2018年7月在天然次生林中设置了4个立地条件相似的样地(面积20m×20m), 每块样地设置3个重复(1.5m×1.5m)。对各个样地分别进行地上碳源和地下碳源输入处理, 包括以下四种处理方式：
(1) 同时进行根系和凋落物输入处理(CK)：维持自然生长状态, 不进行人为干扰；
(2) 去除凋落物仅根系输入处理(NL)：在样地上方及周围1m处安装孔径为1mm的尼龙网, 以防止凋落物输入, 并清除所有表面凋落物；
(3) 去除根系仅凋落物输入处理(NR)：沿区域外挖, 深至植物根系分布层以下70—100cm。然后用双层厚塑料膜将该区域周围的根隔离, 并将活的植物去除[37—38]；
(4) 无碳源输入处理(NLR)：将上述处理(2)、(3)同时进行。
每个样地之间间隔100m以上, 防止样地间相互干扰。试验经过两年时间排除样地初期自然环境干扰, 稳定后于2021年东北温带森林季节性冻融期(3月)采集土壤样品。从每个样地表面采集0—10cm土壤, 去除石头和残留的植物后充分混合。共采集12份土壤样本分成两个部分：一部分过筛后储存在-80℃的环境下, 从中将其含有的DNA予以分离和提取; 另一部分自然风干, 为后续的理化性质研究提供支持。
1.3 土壤理化性质鲜土样品用以测定：土壤微生物量碳、微生物量氮(氯仿熏蒸法)；土壤铵态氮、硝态氮(连续流动分析仪)[39]；土壤含水率(烘干法)[40]。
风干土壤样品用以测定：土壤全氮、全碳(元素分析仪)[41]；土壤pH(电位法)。以上理化性质均委托中科院东北地理与农业生态研究所测定。
1.4 DNA提取和PCR扩增采用PowerSoil DNA Isolation Kit(MoBio)DNA提取试剂盒提取土壤DNA后送至欧易生物科技有限公司进行测序。对真菌ITS1-ITS2区段进行扩增, 使用条形码引物集(ITS1F-5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′)和(ITS2-5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)。
PCR(polymerase chain reaction聚合酶链反应))扩增的反应体系如下：2×Gflex PCR Buffer 15μL, 5pmol/μL primer F 1μL, 5pmol/μL primer R 1μL, Template DNA≥1μL(50ng), Tks Gflex DNA Polymerase (1.25U/μL) 0.6μL, H2O补足至30μL。将凝胶回收产物进行二次PCR扩增, 第二次PCR扩增的反应体系如下：2×Gflex PCR Buffer15μL, Tks Gflex DNA Polymerase (1.25U/μL) 0.6μL, Adapter I5取1μL, Adapter I7取1μL, 第一轮产物取50ng, H2O补足至30μL, 热循环, 完成DNA二次扩增。
1.5 生物信息方法首先剪切正、反向引物和条形码序列, 然后用Flash[42]组装配对端reads。通过Btrim程序过滤不合格序列, 阈值质量评分为＞20, 删除窗口大小为5个碱基的未定义序列；＜200bp的序列也被删除。使用UPARSE算法生成具有97%聚类相似性的高质量序列的操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs)表, 所有序列预处理均使用生物信息学工具平台进行, 由上海欧易生物科技有限公司完成[43]。
1.6 统计数据分析 1.6.1 生态功能类群分析选取菌群内OTU数大于10的序列, 采用FUNGuild(Fungi functional guild)数据库平台(http://www.stbates.org/guilds/app.php.)。对不同土壤碳源输入下的真菌群落进行比对分析, 将真菌划分为不同的功能营养型(Trophic Mode))和生态功能分组(Guild)。
功能营养型包括：腐生营养型、病原营养型、腐生-共生营养型、病原-腐生-共生过渡营养型等6种。
功能分组包括：动物病原菌、粪腐生真菌、外生菌根、内生菌根、叶子腐生真菌、植物病原菌、土壤腐生真菌等16种[44]。
1.6.2 其他数据分析使用Microsoft Excel 2016整理实验数据；使用IBM SPSS Statistics 25.0统计分析数据显著性差异；采用单因素方差分析法(One-way ANOVA)分析不同土壤碳源输入下土壤理化性质、物种组成差异及多样性指数；采用双变量相关分析法分析不同土壤碳源输入下土壤真菌群落结构、多样性指数与土壤环境因子的相关关系；绘图均在Origin 2021中完成。
2 结果 2.1 有机碳输入方式对土壤真菌群落结构的影响为探究冻融季不同有机碳输入对土壤真菌群落结构的影响, 将12个土壤样本通过高通量测序进行ITS序列分析, 共得到9个门, 37个纲, 104个目, 236个科, 559个属。优势菌门包括子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota), 二者占总体丰度的67.78%—85.93%(图 1)；优势菌纲是粪壳菌纲(Sordariomycetes)和伞菌纲(Agaricomycetes), 二者占总体丰度的34.24%—55.64%(图 2)。
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| 图 1 不同碳源输入方式下土壤真菌群落在门水平的相对丰度 Fig. 1 Relative abundance of soil fungal communities under different carbon source input methods at phylum level CK：同时进行根系和凋落物输入处理；NL：去除凋落物仅根系输入处理；NR：去除根系仅凋落物输入处理；NLR：无碳源输入处理 |
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| 图 2 不同碳源输入方式下土壤真菌群落在纲水平上的相对丰度 Fig. 2 Relative abundance of soil fungal communities under different carbon source input methods at class level |
冻融季不同有机碳输入方式会对土壤真菌群落结构产生显著影响(P < 0.05)：与根系和凋落物同时输入处理(CK)相比, 无凋落物输入处理(NL、NLR)使接合菌门的相对丰度增加, 无根系输入处理(NR、NLR)使子囊菌门的相对丰度增加, 而在去除根系仅凋落物输入处理(NR)下使子囊菌门的相对丰度升高同时接合菌门的相对丰度下降, 且子囊菌门的相对丰度显著高于去除凋落物仅根系输入处理(NL)。对于担子菌门(Basidiomycota)来说, 在去除凋落物仅根系输入处理(NL)下为优势菌门, 但是在无根系输入处理(NR、NLR)下为非优势菌门。
2.2 有机碳输入方式对土壤真菌群落Alpha多样性的影响通过对数据检验Coverage指数在0.994—0.995之间, 证明本次测序结果可以代表样本中真菌的真实情况, 说明对于多样性指数结果的分析是有效的。
不同有机碳输入方式使土壤真菌群落多样性指数发生改变：与根系和凋落物同时输入处理(CK)相比, 无凋落物输入处理(NL、NLR)下Chao1指数均有所降低, 说明凋落物会对土壤真菌群落物种的丰富度产生影响, 去除凋落物使得物种丰富度降低；去除根系仅凋落物输入处理(NR)中Simpson指数降低, Chao1指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数均有所提升, 说明根系输入会影响土壤真菌群落物种的优势度, 去除根系仅凋落物输入处理使得物种优势度降低(图 3)。
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| 图 3 不同碳源输入方式下土壤真菌群落Alpha多样性 Fig. 3 Alpha diversity of soil fungal communities under different carbon source input methods |
选取土壤真菌群落组成相对丰度前二十的真菌属与环境因子进行Pearson分析, 表明土壤真菌群落组成受环境因子调控(图 4)。
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| 图 4 不同碳源输入方式下土壤真菌群落组成与环境因子相关性分析热图 Fig. 4 Heat map of correlation analysis between soil fungal community composition and environmental factors under different carbon source input methods ***为P < 0.001；**为P < 0.01；*为P < 0.05 |
毛壳菌属(Chaetomium)与MBC呈正相关(P < 0.05), 与DOC、NH4+-N、SWC、TC和TN等5种环境因子呈显著正相关(P < 0.01)；黄花杓兰属(Leptodontidium)与DOC、NH4+-N和SWC呈极显著正相关(P < 0.001), 同时与MBC、TC和TN呈显著正相关(P < 0.01);这些结果说明毛壳菌属(Chaetomium)和黄花杓兰属(Leptodontidium)容易受到环境中DOC、MBC、NH4+-N、SWC、TC和TN的影响, 当以上几种环境要素增强时, 会使毛壳菌属(Chaetomium)和黄花杓兰属(Leptodontidium)数量显著增加。而MBN与负蝗属(Atractospora)和被孢霉属(Mortierella)呈负相关关系(P < 0.05), 同时pH与丝膜菌属(Cortinarius)呈负相关关系(P < 0.05)。说明当MBN、TN和pH的含量提高时, 不利于负蝗属(Atractospora)和被孢霉属(Mortierella)的群落数量增加。
2.3.2 土壤真菌群落多样性与环境因子相关性分析选取土壤真菌群落多样性指数与环境因子进行Spearman分析, 表明环境因子与土壤真菌群落多样性指数具有相关性(表 1)。
| 全氮 TN |
全碳 TC |
可溶性有机碳 DOC |
铵态氮 NH4+-N |
硝态氮 NO3--N |
土壤含水量 SWC |
微生物碳 MBC |
微生物氮 MBN |
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| Chao1 Chao1指数 | 0.147 | 0.133 | 0.063 | 0.280 | -0.476 | 0.070 | 0.035 | 0.196 |
| Shannon多样性指数 | 0.417 | 0.476 | 0.399 | 0.755** | -0.315 | 0.678* | 0.245 | 0.210 |
| Observed丰富度指数 | 0.231 | 0.203 | 0.133 | 0.399 | -0.476 | 0.175 | 0.098 | 0.189 |
| Simpson优势度指数 | 0.354 | 0.420 | 0.594 | 0.720** | -0.245 | 0.587* | 0.224 | 0.189 |
| Pielou均匀度指数 | 0.441 | 0.497 | 0.497 | 0.748** | -0.196 | 0.713** | 0.217 | 0.182 |
| 全氮：Total nitrogen；全碳：carbon；可溶性有机碳：Dissolved organic carbon；铵态氮：NH4+-N；硝态氮：NO3--N；土壤含水量：Soil water content；微生物碳：Microbial biomass carbon；微生物氮：Microbial biomass nitrogen；* *为P < 0.01；*为P < 0.05 | ||||||||
Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数与SWC和NH4+-N这两种环境因子呈极显著正相关(P < 0.01), 表明SWC和NH4+-N是影响土壤真菌群落多样性的主要环境因子。其次, Simpson指数和DOC呈显著正相关(P < 0.05), 说明DOC也是影响土壤真菌群落多样性的环境因子。
2.4 有机碳输入方式对土壤真菌群落功能类群的影响在不同土壤碳源输入处理下, 占据主导优势的功能营养型是腐生营养型(16.65%—34.02%)和腐生-共生营养型(19.03%—37.03%), 其次是病原-腐生-共生过渡营养型(7.21%—17.21%)。
不同土壤碳源输入会对真菌群落的功能类群分布产生影响, 去除凋落物仅根系输入处理(NL)与去除根系仅凋落物输入处理(NR)呈现出相反趋势, 但差异不显著(图 5)。与根系和凋落物同时输入处理相比(CK)：在去除凋落物仅根系输入条件下(NL), 腐生-共生营养型在群落中数量升高, 而病原-腐生-共生过渡营养型和腐生营养型数量降低；在去除根系仅凋落物输入条件下(NR), 三种营养型变化呈现相反趋势, 病原-腐生-共生过渡营养型和腐生营养型在群落中数量升高, 而腐生-共生营养型数量降低；在无碳源输入条件下(NLR), 病原-腐生-共生过渡营养型和腐生营养型数量降低, 而腐生-共生营养型在群落中数量升高。
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| 图 5 不同碳源输入方式下土壤真菌群落营养型组成 Fig. 5 Trophic modes of soil fungal communities under different carbon source input methods |
通过FUNGuild功能分组对上述6类营养型进行进一步的物种生态功能预测(图 6), 结果表明不同土壤碳源输入会改变土壤真菌群落生态功能：其中已鉴定出的主要生态功能(相对丰度＞10%)包括：内生-垃圾腐生-土壤腐生-未定义腐生真菌(14.7%)和未定义腐生真菌(13.1%)。具有内生-垃圾腐生-土壤腐生-未定义腐生真菌生态功能的优势类群为被孢霉科(Mortierellaceae)占比为14.7%, 在CK、NL、NR、NLR四种碳源输入处理中的相对丰度分别占据12%、18%、10%和22%；具有未定义腐生真菌生态功能的优势类群为肉座菌科(Hypocreaceae)占比为8.1%, 在CK、NL、NR和NLR四种碳源输入方式中分别占据10%、9%、31%和12%。说明在无凋落物输入处理下(NL、NLR)促进了被孢霉科真菌的富集, 在去除根系仅凋落物输入处理下(NR)降低了肉座菌科真菌的相对丰度。
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| 图 6 不同碳源输入方式下土壤真菌群落生态功能预测热图 Fig. 6 Heat map of ecological function prediction of soil fungal communities under different carbon source input methods |
其次, 生态功能中植物病原菌占比较大(6.5%), 占主要地位的真菌为Monographella。其余真菌的生态功能相对丰度在不同处理中占比均较低(相对丰度＜5%), 包括外生菌根(Ectomycorrhizal)和粪腐生真菌(Dung Saprotroph)等功能类群。其中, 外生菌根在改善土壤微生物群落结构方面起到主导作用, 而粪腐生真菌可以促进养分循环并且分解有机质。
3 讨论 3.1 有机碳输入方式对土壤真菌群落结构的影响本研究结果表明不同有机碳输入方式对于群落结构中占据主导地位的菌门在数量占比上会产生影响(图 1)：子囊菌门与接合菌门、担子菌门在去除凋落物处理和去除根系处理中呈现出相反变化趋势, 去除根系处理中子囊菌门数量增加而接合菌门、担子菌门数量显著降低。意味着相比于去除凋落物的处理来说, 去除根系处理对土壤真菌群落结构影响更大使得真菌生物量大幅减少, Kai[45]等研究结果也证实这一观点。出现这种现象的原因是真菌群落在根系层这种共生环境中会更加活跃, 去除根系处理对于根和土壤之间的能量流动有限制作用, 对于土壤中的菌根真菌起到负相关作用, 从而减少了真菌生物量[46]。通过相关性分析发现不同有机碳输入方式下使土壤真菌群落结构发生改变的重要因子是微生物量氮(MBN)(图 4), 这是由于不同碳源输入的处理提高了土壤中微生物量氮的含量, 为真菌群落生存所需的营养物质提供了来源；并且真菌群落可以分解有机质, 将其同化的氮元素分解释放到自然环境中, 从而影响到微生物氮循环。虽然土壤中微生物量氮含量对于土壤真菌群落多样性没有显著影响(表 1), 但乔沙沙[47]等研究证明土壤中微生物量氮含量通过影响植物的多样性和优势度间接对土壤真菌群落结构产生影响。通过以上分析说明微生物量氮的含量是主导不同有机碳输入方式下土壤真菌群落结构出现显著差异的关键因子, 这与Hogberg[48]等和Zhang[49]等探讨的土壤真菌群落结构主要驱动因子的结论趋于一致。
再进一步研究土壤真菌群落结构与理化性质之间的关系后, 说明碳源输入的差异, 对于环境因子和真菌群落结构下的关系会产生不同作用, 去除根系输入处理的影响要高于其他处理。研究结果与假设一保持一致, 但是根据王思琪[50]等研究发现不同碳源输入方式会使土壤微生物量氮含量增加, 而长期有机碳输入减少将会大幅降低土壤微生物量氮含量。因此提出了一种推测：在长期实验条件下, 微生物量氮含量增加的原因不仅仅是改变有机碳的输入方式这种单一反应造成的, 而是季节与碳输入联合反应形成了一种多维效应导致这一结果。因此, 未来研究的重点应放在进行长期控制碳源输入处理实验。
3.2 有机碳输入方式对土壤真菌群落功能类群的影响本研究中不同有机碳输入方式使土壤真菌群落功能营养型中处于主导优势的功能类群在数量占比上发生变化(图 5), 对森林生态系统植物生长起着促进或者拮抗的作用, 功能类群的变化可以增加生态系统稳定性, 保障生态系统功能正常运行[51—52]。无根系输入处理(NR、NLR)下的主要营养型是腐生营养型, 与子囊菌门在不同凋落物和根系输入处理中相对丰度变化密切相关, 且子囊菌门多数为腐生菌可以分解土壤中大部分难降解的有机质[53], 腐生菌与养分循环密切相关, 可以通过降解死亡的细胞获取养分有助于碳源的分解[54]；在去除根系仅凋落物输入处理中(NR)占比最大的功能营养型是病原营养型, 这是由于病原营养型真菌可以从植物凋落物中获取营养来源, 从而增加植物病害的可能性。担子菌门是土壤菌根的主要成员, 可以通过拮抗根部病原菌从而为植物生长提供健康的土壤微生物生态环境[55], 本研究中去除根系仅凋落物输入处理使担子菌门数量下降(图 1), 导致病原营养型数量占比上升。李朋发[56]研究认为病原营养型真菌可以通过伤害寄主细胞来获取自身所需的营养物质, 而腐生营养型真菌可以通过分解死亡的寄主细胞获取营养物质。
通过分析土壤真菌群落结构与功能类群说明不同碳源输入方式下土壤真菌群落结构的改变会引起真菌群落功能类群发生变化, 使得腐生营养型真菌和病原营养型真菌数量占比方面有所变动。这一结果与假设二一致, 但是对于能否得出在去除根系仅凋落物输入处理下病原营养型真菌对碳源输入的影响最为强烈这一结论尚不明确, 进一步研究的重心应放在长期去除根系仅凋落物输入处理以及寄主细胞分解作用对病原型真菌的交互响应。同时未分类的营养型在不同处理中的相对丰度占多数且在物种生态功能类群预测方面有包含Undefined的真菌, 这是由于FUNGuild数据库收录不全面, 大部分的真菌功能有待完善, 需要进一步研究真菌相关资源。在本文的FUNGuild分析中发现一些OTUs无法在科水平上被解析到定义的功能群中；而另一方面被定义的OTU则又属于各种功能群中, 鉴于FUNGuild是以营养型为前提来对其功能类化, 而个别真菌为了适应环境的改变在其生命期间不停的改变营养方式, 所以呈现出同一真菌具有多样的功能营养型的现象[57]。
4 结论研究发现在冻融季控制凋落物和根系输入会对土壤理化因子产生影响使得土壤真菌群落结构发生改变, 而群落结构的改变会引起群落功能类群的变化。在结构上, 土壤真菌主要隶属于子囊菌门、接合菌门和担子菌门等9个菌门, 子囊菌门和接合菌门在不同输入处理下相对丰度发生变化；在功能上, 共检测出7种营养型和16种生态功能, 其中腐生营养型真菌与病原营养型真菌对不同碳源输入处理下的响应更为强烈。
本研究开展的是短期野外控制实验, 与长期室内实验相比有较大的不确定性, 更易受到水热环境等因素的影响。因此对部分碳源输入方式下的实验结果缺乏数据支持, 需要进一步长期观测, 并且在冻融季节进行多次取样。在不同自然条件下、不同碳源输入处理基础上对微生物群落的整体反应机理等进行研究和剖析, 有利于探索碳输入方式对土壤微生态环境变化的影响。
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