全 文 ：土地整理对土壤微生物群落多样性的影响
叶　 晶１，３　 何立平２　 李东宾２　 余敏芬２　 吴家森１∗
（ １浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室， 浙江临安 ３１１３００； ２浙江省宁波市林场， 浙江宁波
３１５４４０； ３临安市板桥镇农业公共服务中心， 浙江临安 ３１１３０１）
摘　 要　 土地整理保证了我国耕地总量的动态平衡和占补平衡，已成为实现国土资源集约利
用的主要手段，但整治过程中的强度扰动会对土壤质量产生一定的影响．为了解土地整理对
土壤微生物多样性的影响，采用 ＰＬＦＡ 法研究了土地整理 １ 年（Ｚ１ａ）、４ 年（Ｚ４ａ）后土壤微生
物群落多样性的变化．结果表明： 与未整理（Ｚ０）相比，土地整理 １ 年后，土壤 ｐＨ 值提高了
１４．６％，土壤有机碳质量分数降低了 ６５．４％；各菌群磷脂脂肪酸 ＰＬＦＡｓ含量和相对丰度均显著
下降（Ｐ＜０．０５），下降幅度达 ４３．４％ ～ ６３．７％和 ２５．２％ ～ ５３．９％；真菌 ／细菌（Ｆ ／ Ｂ）显著下降（Ｐ
＜０．０５），降低了 ３５．９％，而革兰氏阳性菌 ／革兰氏阴性菌（Ｇ＋ ／ Ｇ－）升高明显，增加了 ５６．１％，均
与有机碳的降低和 ｐＨ值的升高有显著相关关系；土壤微生物多样性 Ｓｈａｎｎｏｎ 指数和均匀度
指数（Ｅ）均显著下降，Ｚ０与 Ｚ１ａ、Ｚ４ａ之间的差异达显著水平；土地整理 ４年后，表征土壤微生
物群落多样性的各指标相比整理 １年的样地有所提升，但与未整理样地仍有显著差异．综上，
土地整理显著影响着土壤微生物群落的组成，降低了土壤生态系统的稳定性．
关键词　 土地整理； 土壤有机碳； 土壤微生物群落多样性
本文由宁波市林业局项目（２０１３Ｌ０８）和浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室开放项目（ＦＣＬＡＢ２０１５００８）资助 Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｓｕｐ⁃
ｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｎｉｎｇｂｏ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｂｕｒｅａｕ， Ｃｈｉｎａ （２０１３Ｌ０８） ａｎｄ ｔｈｅ Ｏｐｅｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｉｎ Ｆｏ⁃
ｒｅｓｔ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎａ （ＦＣＬＡＢ２０１５００８）．
２０１５⁃０８⁃１０ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ， ２０１６⁃０１⁃１５ Ａｃｃｅｐｔｅｄ．
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｊｓｗｕ＠ ｚａｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ． ＹＥ Ｊｉｎｇ１，３， ＨＥ Ｌｉ⁃ｐｉｎｇ２，
ＬＩ Ｄｏｎｇ⁃ｂｉｎ２， ＹＵ Ｍｉｎ⁃ｆｅｎ２， ＷＵ Ｊｉａ⁃ｓｅｎ１∗ （ １Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｙｃ⁃
ｌｉｎｇ ｉｎ Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｌｉｎ’ ａｎ ３１１３００，
Ｚｈｅｊｉａｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ２Ｎｉｎｇｂｏ Ｆｏｒｅｓｔ Ｆａｒｍ， Ｎｉｎｇｂｏ ３１５４４０， Ｚｈｅｊｉａｎｇ， Ｃｈｉｎａ； ３Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ
Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂａｎｑｉａｏ Ｔｏｗｎ， Ｌｉｎ’ａｎ ３１１３０１， Ｚｈｅｊｉａｎｇ， Ｃｈｉｎａ） ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｍａｉｎ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｕｓｅ ｏｆ ｌａｎｄ ｒｅ⁃
ｓｏｕｒｃｅｓ， ｗｈｉｃｈ ｅｎｓｕｒｅｓ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ａｎｄ ｒｅｑｕｉｓｉｔｉｏｎ⁃ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ
ｃｕｌｔｉｖａｔｅｄ ｌａｎｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｍａｙ ａｆ⁃
ｆｅｃｔ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉ⁃
ｔｙ， ｗｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｆｔｅｒ １⁃ｙｅａｒ ａｎｄ ４⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏ⁃
ｌｉｄａｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＰＬＦＡ ｍｅｔｈｏｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｎｏ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ （Ｚ０），
ｆｏｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ １ａ （Ｚ１ａ）， ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １４．６％， ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒ⁃
ｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ６５．４％， ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｏｆ ａｌｌ
ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ （Ｐ＜０．０５） ｂｙ ４３．４％－６３．７％ ａｎｄ ２５．２％－５３．９％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ⁃
ｌｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｕｎｇｉ ／ ｂａｃｔｅｒｉａ （Ｆ ／ Ｂ） ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ３５．９％ （Ｐ＜０．０５）， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ
ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｇｒａｍ⁃ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ／ Ｇｒａｍ⁃ｎｅｇａｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ （Ｇ＋ ／ Ｇ－） ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ５６．１％．
Ｔｈｅｓｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｐＨ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎ⁃
ｔｅｎｔ． Ｔｈｅ Ｓｈａｎｎｏｎ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｅｖｅｎｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ （Ｅ） ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅ⁃
ｃｒｅａｓｅｄ， ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｍｏｎｇ Ｚ０ ａｎｄ Ｚ１ａ， Ｚ４ａ． Ａｆｔｅｒ ４⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａ⁃
ｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｉｎｄｉｃｅｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｏｓｅ ａｆｔｅｒ １⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ． Ｉｎ ｓｕｍｍａｒｙ， ｔｈｅ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ
ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ， ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．
应 用 生 态 学 报　 ２０１６年 ４月　 第 ２７卷　 第 ４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｊａｅ．ｎｅｔ
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ａｐｒ． ２０１６， ２７（４）： １２６５－１２７０　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＤＯＩ： １０．１３２８７ ／ ｊ．１００１－９３３２．２０１６０４．０１１
　 　 土地整理（ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ）是我国土地资源
紧缺性日益突出的形势下，国家为保障粮食安全和
生态安全而提出的、以提高土地资源有效利用为目
的的重要举措［１］ ．根据国土资源部制定公布的《全国
土地整治规划》 ［２］，２００１—２０１０ 年，通过土地整治，
全国已累计补充耕地 ２７６．１ ´１０４ ｈｍ２，到 ２０１５ 年全
国将通过土地整治再补充耕地 １６０ ´１０４ ｈｍ２ ．因此土
地整理保证了耕地总量的动态平衡和占补平衡，已
成为实现国土资源集约利用的主要手段．
随着土地整理的开展，相关部门和研究人员已
十分关注土地整理对土壤质量的影响，土地整理后，
土壤有效磷、速效钾和活性有机碳明显降低，ｐＨ 值
明显升高［３］，土壤有效态铁、锰、铜、锌、硼的含量均
下降，其中有效铁较整理前减少 ７２．７％［４］，整理区土
壤容重和紧实度增高 １．３４、４８４ 倍［５］，新增耕地土壤
的有效养分及有机碳比较缺乏［６］；土地整理后不同
区域生态服务价值总量下降了 １０．５％ ～３３．１％［７］，耕
地景观破碎度升高［８］；随着土地整理年限的推移，
土壤质量各指标均有一定的提高［９］ ．由于不同项目
区自然社会经济条件、土地整理措施和管理方式不
同，因此所得结果存在较大的差异甚至相反，同时现
有研究偏重于土壤理化性质的分析，而对土壤微生
物的影响则鲜有报道．
土壤微生物群落是土壤生物区系中最重要的功
能组分之一，是土壤生态系统变化的预警及敏感指
标，指示着土壤质量的变化［１０］ ．目前磷脂脂肪酸
（ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ，ＰＬＦＡ）分析被广泛应用于土
壤微生物群落多样性的研究．ＰＬＦＡ是活体微生物细
胞膜的重要组分，不同微生物的磷脂具有特异性，通
过对土壤微生物 ＰＬＦＡ 的分析，可以定量地反映不
同类群微生物生物量、总生物量和微生物群落结
构［１１］ ．因此，本文采用 ＰＬＦＡ 分析法，研究了不同土
地整理年限土壤微生物群落多样性的变化，旨在揭
示土地整理对土壤生态系统和土壤质量的影响，为
评估土地整理的效果提供科学依据．
１　 研究区域与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
研究区位于浙江省宁波市林场 （ ２９° ３８′—
２９°４８′ Ｎ， １２１°１３′—１２１°５８′ Ｅ），属于中亚热带湿润
季风气候，四季分明，光照充足，雨量充沛．冬夏季风
交替明显，夏季凉爽，最高气温不超过 ３１ ℃，最热月
平均气温为 ２３．９ ℃；冬季寒冷，最低气温达－１４ ℃，
年平均气温 １１．８ ℃，年降水量约 ２０００ ｍｍ，年平均
相对湿度为 ８３％．园区内母岩为砂砾岩，土壤以黄壤
为主［１２］ ．土地整理区原有立地类型为黄山松（Ｐｉｎｕｓ
ｔａｉｗａｎｅｎｓｉｓ）疏林，林分平均胸径 １４．５ ｃｍ，平均树高
９．０ ｍ，密度 １８０株·ｈｍ－２，郁闭度 ０．１５，主要灌木有
檵木（ Ｌｏｒｏｐｅｔａｌｕｍ ｃｈｉｎｅｎｓｅ）、映山红 （Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ
ｓｉｍｓｉｉ）、微毛柃 （ Ｅｕｒｙａ ｈｅｂｅｃｌａｄｏｓ） 等，盖度 ７０％．
２００９—２０１２年，根据有关政策及规划，将黄山松疏
林地改造开垦为耕地，在整理过程中坡地改造为梯
田，表土层剥离、心土层裸露，土壤扰动强烈．
１􀆰 ２　 样品采集与测定
１􀆰 ２􀆰 １样品采集　 ２０１３年 １０月，根据土地整理区的
地形地貌、土壤类型特征、土地利用方式和整理项目
的现状，分别选择土地整理年限为 １ 年（Ｚ１ａ）、４ 年
（Ｚ４ａ）和未整理区（Ｚ０）的代表性样地各 ４ 个（即 ４
次重复）．Ｚ０为黄山松疏林，即在土地整理区域范围
内未被开垦的原生植被样地；Ｚ１ａ 的样地为 ２０１２ 年
新整理，未种植任何植物；Ｚ４ａ 的样地为 ２００９ 年整
理，已种植苗木，种类有南方红豆杉（Ｔａｘｕｓ ｗａｌｌｉｃｈｉ⁃
ａｎａ ｖａｒ． ｍａｉｒｅｉ）、日本扁柏（Ｃｈａｍａｅｃｙｐａｒｉｓ ｏｂｔｕｓａ）
等，平均株高 ０．８ ｍ，平均地径 ２．０ ｃｍ，密度 ３００００
株·ｈｍ－２，每年施用复合肥 （ Ｎ ∶ Ｐ ２ Ｏ５ ∶ Ｋ２ Ｏ ＝
１５ ∶ １５ ∶ １５）６００ ｋｇ· ｈｍ－２ ．在各样地中，按“ Ｓ”型
布点，分别采集 ５ 个 ０ ～ ２０ ｃｍ 土壤样品，将其分别
混合，除去动植物残体和石块等杂质，然后采用四分
法分取样品 １ ｋｇ左右装入塑料袋中，密封保存于冰
盒并迅速带回实验室． 采集的新鲜土样在实验室内
一分为二，其中 １ 份过 ２ ｍｍ 土壤筛后直接用于微
生物群落结构分析；另 １ 份自然风干后用于土壤基
本理化性质的测定．
１􀆰 ２􀆰 ２土壤微生物群落磷脂脂肪酸生物标记分析　
采用 Ｂｏｓｓｉｏ等［１３］的方法进行脂类提取和磷脂脂肪酸
分析：土样用体积比为 １ ∶ ２ ∶ ０．８的氯仿 ∶ 甲醇 ∶ 柠
檬酸缓冲液振荡提取总脂类，ＳＰＥ 硅胶柱分离得到
磷脂脂肪酸，碱性甲酯化后，用 Ａｇｉｌｅｎｔ ６８９０Ｎ 气相
色谱仪分析 ＰＬＦＡ 的成分，内标为正十九烷酸甲酯
（１９：０）．色谱条件：ＨＰ⁃５ 柱 （ ２５． ０ ｍ × ２００ μｍ ×
０． ３３ μｍ），进样量 １ μＬ，分流比 １０ ∶ １，氮气（Ｎ２）
流速 ０􀆰 ８ ｍＬ·ｍｉｎ－１ ．二阶程序升高柱温：１７０ ℃起
始，５ ℃·ｍｉｎ－１升至 ２６０ ℃，而后以 ４０ ℃·ｍｉｎ－１升
至３１０ ℃，维持 １．５ ｍｉｎ．脂肪酸成分通过 ＭＩＤＩ Ｓｈｅｒ⁃
ｌｏｃｋ 微生物鉴定系统 （ Ｖｅｒｓｉｏｎ ４． ５， ＭＩ⁃ＤＩ， Ｉｎｃ．，
Ｎｅｗａｒｋ， ＤＥ）进行．然后利用土壤微生物特定 ＰＬＦＡ
的含量和碳内标 １９：０ 的浓度来计算各微生物生物
量．单个 ＰＬＦＡ的含量采用 ｎｍｏｌ·ｇ－１干土进行描述．
６６２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷
本研究采用 ＰＬＦＡ ｉ１４：０、ｉ１５：０、ａ１５：０、ｉ１６：０、
ｉ１７：０ 和 ａ１７：０ 表征革兰氏阳性菌 （ Ｇｒａｍ⁃ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ｂａｃｔｅｒｉａ， Ｇ＋）；１６：１ω７ｃ、ｃｙ１７：０、１８：１ω７ｃ、ｃｙ１９：０ 表
征革兰氏阴性菌 （ Ｇｒａｍ⁃ｎｅｇａｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ， Ｇ－ ） ［１４］；
ｉ１４：０、 ｉ１５：０、 ａ１５：０、１５：０、 ｉ１６：０、１６：１ω７ｃ、１７：０、
ｉ１７：０、 ａ１７： ０、 ｃｙ１７： ０、 １８： １ω７ｃ、 ｃｙ１９： ０ 表征细
菌［１５］；１８：１ω９ｃ 和 １８：２ω６ｃ 表征真菌［１６］；丛枝菌根
真菌则由 １６：１ω５ｃ代表［１７］；放线菌群落由 Ｍｅ１６：０、
Ｍｅ１７：０、Ｍｅ１８：０ 指示［１４］；原生动物由 ２０：４ｗ６、９、
１２、１５ｃ表征［１８］ ．
１􀆰 ２􀆰 ３土壤基本理化性质分析 　 有机碳用重铬酸
钾⁃外加热法；ｐＨ值用酸度计法（水土比为 ２．５ ∶ １）；
碱解氮用碱解扩散法；有效磷用盐酸⁃氟化铵浸提⁃
钼锑抗比色法；速效钾用乙酸铵浸提⁃火焰光度
法［１９］ ．
１􀆰 ３　 数据处理
采用 ＳＰＳＳ １３．０对数据进行描述统计和正态检
验，然后进行单因素方差分析，并用 ＬＳＤ 法进行多
重比较（α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 土地整理对土壤理化性质的影响
从表 １可以看出，土地整理后，土壤 ｐＨ 值显著
提高，而土壤有机碳含量显著下降，碱解氮、有效磷
和速效钾等含量的变化并不明显．与 Ｚ０ 相比，土地
整理 １年后，土壤 ｐＨ 值上升了 ０．６ 个单位，提高了
１４．６％ （ Ｐ ＜ ０． ０５），土壤有机碳含量下降 １７􀆰 ５２
ｇ·ｋｇ－１ ，降低了６５．４％（Ｐ＜０．０５） ．随着整理年限的
表 １　 土地整理对土壤理化性质的影响
Ｔａｂｌｅ １　 Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｐＨ 有机碳含量
Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｇ·ｋｇ－１）
碱解氮含量
Ａｌｋａｌｉ⁃ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
有效磷含量
Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
速效钾含量
Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
ｃｏｎｔｅｎｔ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
Ｚ０ ４．１ ±０．１ｂ ２６．８１ ±２．６４ａ ６０．７４ ±８．１１ａ ０．６９ ±０．０２ａ ６３．０５ ±７．６９ａ
Ｚ１ａ ４．７ ±０．２ａ ９．２９ ±３．１６ｂ ４８．２５ ±１６．２５ａ ０．５２ ±０．４５ａ ５２．２１ ±１１．３２ａ
Ｚ４ａ ４．６ ±０．２ａ ９．３５ ±２．５３ｂ ５４．７４ ±１７．６３ａ １．３１ ±１．２５ａ ６４．３５ ±１７．６１ａ
Ｚ０： 未整理 Ｎｏ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； Ｚ１ａ：整理后 １年 Ａｆｔｅｒ １⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； Ｚ４ａ：整理后 ４年 Ａｆｔｅｒ ４⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ． 同列不同小写字母表
示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
图 １　 土壤微生物磷脂脂肪酸含量
Ｆｉｇ．１　 Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｅ．
Ｚ０： 未整理 Ｎｏ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； Ｚ１ａ： 整理后 １年 Ａｆｔｅｒ １⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎ⁃
ｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； Ｚ４ａ： 整理后 ４ 年 Ａｆｔｅｒ ４⁃ｙｅａｒ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ； Ｂ： 细菌
Ｂａｃｔｅｒｉａ； Ｆ： 真菌 Ｆｕｎｇｉ； Ａ： 放线菌 Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ； ＡＭＨ： 丛枝菌根
真菌 Ａｒｂｕｓｃｕｌａｒ ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ ｈｙｐｈａｅ； Ｐ： 原生动物 Ｐｒｏｔｏｚｏｏｎ． 不同小写
字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉ⁃
ｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
延长，土壤理化性质变化不明显，Ｚ４ａ 与 Ｚ１ａ 之间的
差异不显著（Ｐ＞０．０５）．
２􀆰 ２　 土地整理对土壤微生物群落 ＰＬＦＡｓ的影响
土地整理后各菌群磷脂脂肪酸 ＰＬＦＡｓ 均发生
了显著的变化（图 １）．土壤细菌、真菌、放线菌、丛枝
菌根真菌和原生动物的 ＰＬＦＡｓ 量均显著下降（Ｐ
＜０􀆰 ０５），与 Ｚ０相比，土地整理 １ 年后下降幅度分别
达 ４３．４％、６５．６％、５４．１％、６３．７％和 ５７．３％；土地整理
４年后，各菌群 ＰＬＦＡｓ含量略有回升，但与整理 １ 年
后之间没有显著性差异（Ｐ＞０．０５）．
２􀆰 ３　 土地整理对土壤微生物群落结构的影响
土地整理后土壤微生物的群落结构发生了显著
变化（图 ２、３）．从图 ２可以看出，与 Ｚ０ 相比，土地整
理 １ 年后，不同菌群 ＰＬＦＡ 的相对丰度均显著下降
（Ｐ＜０．０５），降低的幅度为 ２５．２％ ～５３．９％，其中真菌
降幅最大，而革兰氏阳性菌降幅最小．土地整理 ４ 年
后，各菌群 ＰＬＦＡｓ 的相对丰度略有升高，但与 Ｚ１ａ
之间没有显著性差异（Ｐ＞０．０５）．
　 　 与 Ｚ０ 相比，土地整理 １ 年后，土壤真菌 ／细菌
（Ｆｕｎｇｉ ／ Ｂａｃｔｅｒｉａ，Ｆ ／ Ｂ）显著下降（Ｐ＜０．０５），降低了
３ ５．９％，而革兰氏阳性菌 ／革兰氏阴性菌（Ｇ＋ ／ Ｇ－）明
７６２１４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 叶　 晶等： 土地整理对土壤微生物群落多样性的影响　 　 　 　 　 　
图 ２　 土壤微生物群落磷脂脂肪酸相对丰度
Ｆｉｇ．２ 　 Ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ ｏｆ ｓｏｉｌ
ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ．
Ｇ－： 革兰氏阴性菌 Ｇｒａｍ⁃ｎｅｇａｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ； Ｇ＋： 革兰氏阳性菌 Ｇｒａｍ⁃
ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｂａｃｔｅｒｉａ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
图 ３　 土壤 Ｆ ／ Ｂ与 Ｇ＋ ／ Ｇ－比较
Ｆｉｇ．３　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｆ ／ Ｂ ａｎｄ Ｇ＋ ／ Ｇ－ ｉｎ ｓｏｉｌ．
Ｆ ／ Ｂ： 真菌 ／细菌 Ｆｕｎｇｉ ／ Ｂａｃｔｅｒｉａ．
显增高（Ｐ＜０．０５），增加了 ５６．１％．土地整理 ４ 年后，
Ｆ ／ Ｂ有所上升，而 Ｇ＋ ／ Ｇ－略有下降，但与 Ｚ１ａ 之间的
差异并不显著（Ｐ＞０．０５）．
２􀆰 ４　 土地整理对土壤微生物多样性指数的影响
土地整理后，土壤微生物多样性指数显著下降
（表 ２）．Ｓｈａｎｎｏｎ 指数大小顺序为 Ｚ０＞Ｚ４ａ＞Ｚ１ａ，Ｚ０
与 Ｚ１ａ、Ｚ４ａ之间的差异达显著水平（Ｐ＜０．０５）；土壤
微生物均匀度指数（Ｅ）与 Ｓｈａｎｎｏｎ 指数的变化规律
表现一致，即 Ｚ０ 与 Ｚ１ａ、Ｚ４ａ 之间具有显著性差异
（Ｐ＜０．０５）．
２􀆰 ５　 土壤微生物磷脂脂肪酸含量与土壤养分的相
关性
土壤不同菌群磷脂脂肪酸含量与养分因子间的
相关分析（表 ３）表明，土壤真菌、放线菌、菌根真菌
和原生动物与土壤 ｐＨ 值呈显著或极显著负相关，
与土壤有机碳呈显著或极显著正相关；土壤真菌、放
线菌和原生动物与有效磷呈显著或极显著负相关．
细菌与不同土壤养分及各菌群与土壤碱解氮、速效
钾的相关性不显著．
表 ２　 不同处理土壤微生物功能多样性指数
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｕｎ⁃
ｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｓｈａｎｎｏｎ指数
Ｓｈａｎｎｏｎ ｉｎｄｅｘ
均匀度指数
Ｅｖｅｎｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ
Ｚ０ ３．７３５±０．０７５ａ ０．９７９±０．０１２ａ
Ｚ１ａ ３．２１６±０．０５４ｂ ０．９２８±０．００１ｂ
Ｚ４ａ ３．３５８±０．０７８ｂ ０．９４６±０．０２４ｂ
表 ３　 土壤微生物磷脂脂肪酸含量与土壤肥力因子的相关性
Ｔａｂｌｅ ３ 　 Ｃｏｒｒｅｔａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ
ｂｉｏｍａｒｋｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｓｏｉｌ
变量
Ｖａｒｉａｂｌｅ
Ｂ Ｆ Ａ ＡＭＦ Ｐ
ｐＨ －０．５０９ －０．９３５** －０．６６７* －０．６７３* －０．６５４*
有机碳
Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ
０．５８９ ０．９１９** ０．８０６** ０．８８３** ０．９０３**
碱解氮
Ａｌｋａｌｉ⁃ｈｙｄｒｏｌｙｚａｂｌｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
０．５７１ ０．４１９ ０．１７０ ０．００３ ０．１４６
有效 磷 Ａｖａｉｌａｂｌｅ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
－０．５１３ －０．６７０* －０．５８０* －０．５７０ －０．８３２**
速效钾
Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
－０．２４５ －０．２２３ －０．１５４ －０．１９３ －０．０７０
Ｂ： 细菌 Ｂａｃｔｅｒｉａ； Ｆ： 真菌 Ｆｕｎｇｉ； Ａ： 放线菌 Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｓ； ＡＭＨ：
丛枝菌根真菌 Ａｒｂｕｓｃｕｌａｒ ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ ｈｙｐｈａｅ； Ｐ： 原生动物 Ｐｒｏｔｏｚｏｏｎ．
３　 讨　 　 论
土地整理后，土壤细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根
真菌和原生动物的 ＰＬＦＡｓ 含量显著降低（图 １），不
同菌群 ＰＬＦＡ的相对丰度也显著下降（图 ２），这与
可利用性养分含量（土壤有机碳含量）的降低密切
相关，除细菌外，其他 ４ 类菌群的 ＰＬＦＡｓ 含量与土
壤有机碳含量之间具有极显著正相关关系（表 ３）．
相关分析也表明，不同土壤微生物的 ＰＬＦＡｓ 含量与
养分的可利用性呈现正相关［２０］，特别是土壤中有机
碳的差异往往导致了微生物群落组成的变异［２１］ ．土
地整理过程中富含有机碳的表土层（０～１５ ｃｍ）被剥
离，露出心土层，土壤有机碳含量显著下降（表 １），
从而导致不同菌群 ＰＬＦＡｓ 含量也随着下降（图 １），
这与微生物组成差异与土壤中可利用性碳含量有关
的研究结果一致［２２］ ．
土壤中的微生物以细菌和真菌为主，占土壤微
生物生物量的 ９０％左右，丰富的土壤有机碳是真菌
生长的良好环境［２３］，土地整理后有机碳显著下降
（表 １），不利于真菌生长；另外，逐渐升高的土壤 ｐＨ
值（表 １），也不利于真菌生长［２４］ ．本研究结果表明，
真菌 ＰＬＦＡｓ含量与土壤有机碳含量之间有极显著
正相关，而与土壤 ｐＨ 值之间的关系为极显著负相
８６２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷
关（表 ３）．Ｆ ／ Ｂ 可以反映真菌和细菌相对含量的变
化和 ２个种群的相对丰富程度，它们的比值反映出
所在土壤体系中有机物质的质量，在农田生态系统
中，其比值越高，表明生态系统越稳定［２５］ ．土地整理
后，Ｆ ／ Ｂ显著下降（图 ３），说明土地整理降低了土壤
生态系统的稳定性．
土壤细菌可分为 Ｇ＋和 Ｇ－两大类群，节杆菌等
Ｇ＋对环境胁迫如饥饿的耐受能力强于假单胞菌等
Ｇ－，在贫营养的环境中生长较快［２６］ ．高比例的 Ｇ＋被
认为是土壤环境从富营养向寡营养转变，Ｇ＋ ／ Ｇ－反
映了细菌群落结构的变化［２７］，Ｇ＋ ／ Ｇ－升高与土壤有
机碳质量下降有密切关联［２８］ ．土地整理后，由于土壤
有机碳的数量（表 １）和质量的降低，Ｇ＋ ／ Ｇ－明显升高
（图 ３），随着土地整理年限的延长及人为经营，各种
土壤养分有所提高，整理 ４年后，Ｇ＋ ／ Ｇ－略有降低．
４　 结　 　 论
土地整理后土壤各菌群 ＰＬＦＡｓ含量和相对丰度
均显著下降，这与土壤有机碳的明显降低紧密相关；
Ｆ ／ Ｂ显著下降，而 Ｇ＋ ／ Ｇ－升高明显，均与有机碳的降
低和 ｐＨ值的升高有关．土地整理显著影响着土壤微
生物群落的组成，降低了土壤生态系统的稳定性，随
着整理年限的延长，土壤微生物质量有所提高．
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［２８］ 　 Ｋｏｕｒｔｅｖ ＰＳ， Ｅｈｒｅｎｆｅｌｄ ＪＧ， Ｈａｇｇｂｌｏｍ Ｍ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｏｔｉｃ ａｎｄ ｎａｔｉｖｅ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｎ
ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ．
Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００３， ３５： ８９５－９０５
作者简介　 叶　 晶，男，１９８９ 年生，硕士．主要从事农业技术
推广工作． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ９２５２８５５６８＠ ｑｑ．ｃｏｍ
责任编辑　 肖　 红
叶晶， 何立平， 李东宾， 等． 土地整理对土壤微生物群落多样性的影响． 应用生态学报， ２０１６， ２７（４）： １２６５－１２７０
Ｙｅ Ｊ， Ｈｅ Ｌ⁃Ｐ， Ｌｉ Ｄ⁃Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌａｎｄ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ，
２０１６， ２７（４）： １２６５－１２７０ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
０７２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷