全 文 ：第 ３６ 卷第 １１ 期
２０１６年 ６月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１１
Ｊｕｎ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：重庆市林业重点科技攻关项目（渝林科研 ２０１５⁃６）；国家科技部国际合作专项 （２０１５ＤＦＡ９０９００）；重庆市基础与前沿研究计划重点项
目（ＣＳＴＣ２０１３ＪＪＢ００００４）；中央高校基本科研业务费专项资金（ＸＤＪＫ２０１３Ａ０１１）；重庆市研究生科研创新项目（ＣＹＳ２０１５０６８）
收稿日期：２０１５⁃０６⁃１８； 修订日期：２０１５⁃１１⁃３０
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｉｃｈａｎｇｘ＠ ｓｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０６１８１２３２
任庆水，马朋，李昌晓，秦红，杨予静．三峡库区消落带两种草本植被土壤细菌群落多样性．生态学报，２０１６，３６（１１）：３２６１⁃３２７２．
Ｒｅｎ Ｑ Ｓ，Ｍａ Ｐ，Ｌｉ Ｃ Ｘ，Ｑｉｎ Ｈ，Ｙａｎｇ Ｙ Ｊ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｒｂ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏ⁃ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ
Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１１）：３２６１⁃３２７２．
三峡库区消落带两种草本植被土壤细菌群落多样性
任庆水，马 朋，李昌晓∗，秦红，杨予静
西南大学生命科学学院，三峡库区生态环境教育部重点实验室， 重庆 ４００７１５
摘要：在三峡库区消落带植被重建区域，选取两种人工草本植被—牛鞭草与狗牙根（处理组），并以裸地土壤为对照，研究植被
修复与重建对土壤细菌群落多样性的影响。 采用分子生物学 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 技术，分别于 ２０１２年 ７月（Ｔ１）、２０１３年 ７月（Ｔ２）及 ２０１４
年 ７月（Ｔ３）进行原位取样，对消落带人工植被牛鞭草、狗牙根及裸地土壤细菌群落多样性进行了研究。 结果表明：（１）除 Ｈｈａ
Ⅰ酶切结果中，物种因素对消落带土壤细菌 Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）、时间因素对土壤细菌 Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数（Ｄ）无显著影响外，
采用两种酶切之后（ＨｈａⅠ酶、ＭｓｐⅠ），物种、时间、以及两者的交互作用均对三峡库区消落带土壤细菌群落多样性指数产生显
著影响；（２）ＨｈａⅠ酶切后人工植被土壤丰度与裸地相比显著升高，此外，两种酶切结果均表明，人工植被土壤细菌群落多样性
指数与裸地相比更加稳定。 （３）植被类型、取样时间不同，土壤中的优势片段种类与丰度均不相同；（４）ＣＣＡ分析结果表明三峡
库区消落带土壤细菌群落多样性与化学性质关系密切。 研究表明牛鞭草与狗牙根栽植后土壤细菌群落多样性指数的更加稳
定，三峡库区进行植被恢复与重建值得肯定。
关键词：Ｔ⁃ＲＦＬＰ；三峡库区；消落带；植被修复；细菌群落多样性
Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｈｅｒｂ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｈｙｄｒｏ⁃ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
ＲＥＮ Ｑｉｎｇｓｈｕｉ，ＭＡ Ｐｅｎｇ，ＬＩ Ｃｈａｎｇｘｉａｏ∗，ＱＩＮ Ｈｏｎｇ，ＹＡＮＧ Ｙｕｊｉｎｇ
Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｃｏ－Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４００７１５， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ， ｏｕｒ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏ － ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ （ ＴＧＲ） ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｉｎ Ｊｕｌｙ
（２０１２， ２０１３， ａｎｄ ２０１４）． Ｗｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ｕｎｄｅｒ ｔｗｏ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ （Ｈｅｍａｒｔｈｒｉａ ｃｏｍｐｒｅｓｓａ
ａｎｄ Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎ） ａｎｄ ｂａｒｅ ｓｏｉｌ． Ｗｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ － ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ
ｆｒａｇｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ （Ｔ⁃ＲＦＬＰ） ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ａｌｓｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ （１） ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ， ｔｉｍｅ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ， ｒｅｇａｒｄｌｅｓｓ ｏｆ
ｗｈｉｃｈ ｅｎｚｙｍｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ （ＨｈａⅠ ｏｒ ＭｓｐＩ）； ｈｏｗｅｖｅｒ， ｓｐｅｃｉｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ ｉｎｄｅｘ （Ｈ） ａｎｄ ｔｉｍｅ ｆｏｒ
ｔｈｅ Ｓｉｍｐｓｏｎ ｉｎｄｅｘ （Ｄ） ｗｈｅｎ ｄｉｇｅｓｔｅｄ ｂｙ ＨｈａⅠ ｄｉｄ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ． （２） Ｔｈｅ ｒｉｃｈｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ
（Ｓ） ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｉｎ ｂａｒｅ ａｒｅａｓ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ Ｓ， Ｈ， Ｄ， ａｎｄ ｅｖｅｎｎｅｓｓ （Ｅ）
ｉｎｄｉｃｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｐｌａｎｔｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｈａｎ ｂａｒｅ ａｒｅａｓ． （３） Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓａｍｐｌｉｎｇ
ｔｉｍｅｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｔｈｅ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｉｎ ｏｕｒ ｓｔｕｄｙ． （ ４） ＣＣＡ
（ｃａｎｏｎｉｃａｌ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ） ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｌｏｎｇ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ａｒｏｕｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ， ａｎｄ ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｈａｄ ａ ｃｌｏｓｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｎｉｔｒｏｇｅｎ，
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ． Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ， ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｚｙｍｅｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ＴＧＲ ｒｅｇｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｍａｐｓ， ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｏｕｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ
ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｆｆｅｃｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ
ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｎ ｔｈｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ＴＧＲ， ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ｂｅｃａｍｅ ｍｏｒｅ ｓｔａｂｌｅ ａｆｔｅｒ
ｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｆｉｒｍｓ ｔｈａｔ ｐｌａｎｔｅｄ ｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ； ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｗａｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ （Ｎ， Ｐ， ＯＭ）．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｔ⁃ＲＦＬＰ； ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ａｒｅａ； ｈｙｄｒｏ⁃ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； ｒｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ； ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
消落区是指因水体水位季节性涨落使土地周期性淹没和出露成陆地形成的水陆衔接地带［１］。 三峡工程
竣工后，水库实施冬蓄夏排的反季节水位调度管理方式，形成垂直落差达 ３０ ｍ的三峡库区消落带［２⁃３］。 在该
消落带特殊的水文变化下，植被退化严重，物种多样性低［４］，消落带中优势物种退化［５］，进而导致生态系统水
土保持功能和自身修复能力的下降，引起土壤侵蚀、土地退化等问题［６］。 植被具有固持水土［７］、提高土壤肥
力［８］、降低水土污染等作用，因此进行三峡库区的生态修复，在库周进行植被重建十分必要。 已有研究表明，
扁穗牛鞭草（Ｈｅｍａｒｔｈｒｉａ ｃｏｍｐｒｅｓｓａ）、狗牙根（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎ）可以适应水淹及干旱环境，被列为三峡库区消
落带人工植被构建的优良物种［９⁃１０］。
目前对牛鞭草及狗牙根的研究主要集中在水分胁迫条件下根系酶活性变化［１１⁃１２］，水淹条件对两种植被
存活及恢复生长的影响［１３］，及二者的光合特性等方面［１４⁃１５］。 但牛鞭草、狗牙根植被构建后，对土壤中微生物，
尤其是对占微生物总数 ７０％—８０％、多样性最丰富［１６］的细菌群落多样性的深入研究还少见报道。 而土壤地
上部分与地下部分相互作用、相互影响，土壤的形成发育势必会影响到地上植被的生长状况，如土壤的理化、
微生物性质均会直接或间接作用于库区植物群落，其中，土壤细菌群落是土壤中最活跃的组分之一，它们参与
土壤形成［１７］、有机质分解、养分转化和循环［１８⁃１９］等，通过影响土壤理化性质、生物学特性及其变化过程而调节
土壤质量［２０⁃２１］，其新陈代谢产物影响着植物的生长吸收和利用，为更好了解植被生长状况，我们对土壤中细
菌群落多样性进行了分析。 末端限制性片段长度多态性分析 （ Ｔｅｒｍｉｎａｌ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｆｒａｇｍｅｎｔ ｌｅｎｇｔｈ
ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ，Ｔ⁃ＲＦＬＰ），是在 ＰＣＲ技术和 ＲＦＬＰ 技术基础上发展起来的微生物群落分析技术，这种技术克服
了传统培养方法的局限性，重复性好，分析精度较高，可以利用网上数据进行资源共享［２２⁃２４］，被成功用于不同
环境中细菌群落多样性研究［２５］。 其中，限制性内切酶的选择是影响群落分析结果的重要因素［２６］，不同的内
切酶产生的 Ｔ⁃ＲＦ 数目、大小均存在差异［２７⁃２８］，影响对研究结果的分析。 ＨｈａⅠ和 ＭｓｐⅠ两种限制酶应用广泛
且效果较好，本研究采用上述两种酶进行分析，并将两种酶切结果及图谱进行综合比较，利于提高检出效率。
该技术在土壤微生物方面已被广泛应用，如根据甲烷氧化菌的相关基因设计引物，研究稻田土壤甲烷氧
化菌群落的多样性［２９］；利用 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 技术分析土壤微生物群落结构特征与动态变化［３０］；分析美国西南部 ４ 种
不同性质土壤中的微生物群落等［３１］，然而该技术在三峡库区消落带中用以研究微生物群落的多样性还少见
报道。 因此，本研究以三峡库区消落带（重庆忠县汝溪河流域）为研究区域，选取牛鞭草与狗牙根 ２ 种植被类
型，采用分子生物学 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 技术（１）研究植被修复与重建对土壤细菌群落多样性的影响；（２）分析人工植被
修复土壤和裸地土壤化学性质与细菌群落的相关性，为深入探究消落带土壤细菌群落的变化规律，了解三峡
库区消落带植被修复与重建对土壤微生物菌群多样性的影响提供参考。
１ 研究地点与方法
１．１ 研究区概况
本研究区域位于三峡库区重庆忠县境内的汝溪河流域，位于重庆市中部（１０７°３２′—１０８°１４′Ｅ， ３０°０３′—
３０°３５′Ｎ），与万寿、石柱、丰都相接壤，距离忠县城区 ３２ ｋｍ，远离重庆主城区（图 １）。 该地区属亚热带东南季
风气候，季节分明，降雨充沛，年均降雨量 １２００ ｍｍ；光照充足，日照率 ２９％，日照时数为 １３２７．５ ｈ；年均气温
２６２３ 生 态 学 报 ３６卷
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图 １ 研究区域
Ｆｉｇ．１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｇｉｏｎ
１９．２℃。 该区域土壤主要为石灰性紫色土，土壤熟化程
度较低，水土流失、土层侵蚀现象严重。
为进行三峡水库库岸带植被修复，课题组于 ２０１２
年 ３—４月在重庆忠县石宝镇汝溪河流域构建植被生态
修复示范基地，基地内土壤质地、肥力状况基本一致。
在 １６０ｍ—１７０ｍ海拔区间栽植扁穗牛鞭草（Ｈｅｍａｒｔｈｒｉａ
ｃｏｍｐｒｅｓｓａ）、狗牙根（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎ）等物种，所选岸
坡样地平均坡度为 ２６°，岸坡上接受光照辐射强度大致
相同，土壤预热条件基本一致，每种植被类型下的采样
面积约为 １５０ ｍ２，植被覆盖率为 ８０％。 取样时，植被生
长状况良好。
１．２ 样品采集与土壤化学性质测定
据水位在忠县汝溪河流域的变化及植被生长情况，
分别于 ２０１２年 ７ 月（Ｔ１）、２０１３ 年 ７ 月（Ｔ２）以及 ２０１４
年 ７月（Ｔ３）进行野外取样调查。
采样时在海拔 １６０ｍ—１７０ｍ中间地带划定 Ｓ形取样带。 取样时，在 Ｓ 形样带内划定取样样方，每种植被
类型随机设置 ３块 ５ｍ×５ｍ 样地，每个样地内按梅花形设置 ５ 个重复取样点，去除表层地被物后，采集 ０—
２０ｃｍ土层的原状土壤样品，采用 ＩＱ１５０土壤原位 ｐＨ计（ＩＱ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ， Ｉｎｃ．， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ， ＣＡ，ＵＳＡ）
测定土壤 ｐＨ。 同时选取试验区域内相同海拔段的无植被裸地土壤作为对照，取样方法同上。 另外，将每个样
地的土壤样品按四分法混合，冷冻运输带回实验室以备生化性质分析。
土壤样品分为两部分，一部分于－８０℃冰箱贮存用于细菌群落分析，剩余土壤样品自然条件风干，研磨过
筛（１ ｍｍ和 ０．２５ ｍｍ），用于其他土壤化学性质的测定。 土壤有机质（ＯＭ）测定采用重铬酸钾外加热法；土壤
全氮（ＴＮ）含量测定采用元素分析仪测定（Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ Ｖａｒｉｏ ＥＬ， Ｇｅｒｍａｎｙ）；土壤碱解氮（ＡＮ）含量测定采用碱
解－扩散法；土壤全磷（ＴＰ）、速效磷（ＡＰ）含量测定采用钼锑抗比色法；全钾（ＴＫ）、速效钾（ＡＫ）含量测定采用
原子吸收光谱仪（ＡＡ８００， ＰＥ Ｉｎｃ．， ＵＳＡ）。
１．３ 基于 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 的细菌群落结构分析
１．３．１ 土壤 ＤＮＡ提取
本研究土壤总 ＤＮＡ提取采用 ＵｌｔｒａＣｌｅａｎＴＭ Ｓｏｉｌ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ＤＮＡ Ｋｉｔ（购于美国 ＭＯＢＩＯ公司），操作步骤按照
使用说明书进行。 提取的总 ＤＮＡ经 １．２％琼脂糖凝胶电泳鉴定，然后将总 ＤＮＡ置于－２０℃保存备用。
１．３．２ ＰＣＲ扩增
ＰＣＲ扩增采用通用引物扩增细菌 １６Ｓ ｒＲＮＡ，正向引物为 ６３Ｆ（５′－ ＣＡＧＧＣＣＴＡＡＣＡＣＡＴＧＣＡＡＧＴＣ⁃ ３′），且
正向引物 ５′端用 ６⁃ＦＡＭ进行荧光标记，反向引物为 １３８９Ｒ（５′－ ＡＣＧＧＧＣＧＧＴＧＴＧＴＡＣＡＡＧ⁃３′）。 ＰＣＲ引物由
深圳华大基因公司合成并标记。 ＰＣＲ 扩增体系为 ５０μＬ，包括：模板 ２μＬ，正反向引物各 ０． ５μＬ，Ｔａｑ ＰＣＲ
Ｍａｓｔｅｒｍｉｘ ２５μＬ，补充 ｄｄＨ２Ｏ至 ５０μＬ。 设置两个重复。 ＰＣＲ反应条件：９５℃，５ｍｉｎ。 ３０个循环为：９４℃，１ｍｉｎ；
５６℃，１ｍｉｎ；７２℃，２ｍｉｎ；７２℃终延伸 １０ｍｉｎ。 ＰＣＲ产物用 １．２％琼脂糖凝胶电泳检测特异性。 扩增产物混合后
（共 １００μＬ）用 ＰＣＲ纯化试剂盒纯化，操作步骤按说明进行。 Ｔａｑ ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒｍｉｘ和 ＰＣＲ纯化试剂盒购自天根
生化科技（北京）有限公司。
１．３．３ Ｔ⁃ＲＦＬＰ 试验
末端荧光标记的 ＰＣＲ纯化后产物用限制性内切酶 ＨｈａⅠ、ＭｓｐⅠ（购自上海生工生物有限公司）酶切，反
应体系 ３０μＬ，ＤＮＡ ３００ｎｇ，３７℃下消化 ３ｈ；升温至 ６５℃将酶灭活 ２０ｍｉｎ 以终止反应。 酶切产物送至上海
Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ生命技术公司（Ｌｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）进行基因扫描，得到 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 图谱。
３６２３ １１期 任庆水 等：三峡库区消落带两种草本植被土壤细菌群落多样性
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１．４ 统计分析
统计分析前，删除大小在 ５０ｂｐ 以下且相对峰面积小于 １％的片段。 以 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 图谱中限制性片段
（Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ Ｆｒａｇｍｅｎｔ， Ｔ⁃ＲＦ）为一个 ＯＴＵ，以该 Ｔ⁃ＲＦ 的相对峰面积作为对应的 ＯＴＵ 的丰度。 Ｔ⁃ＲＦ
相对峰面积通过公式 Ａｐ ＝ ｎｉ ／ Ｎ × １００％计算（ｎｉ为图谱中单个 Ｔ⁃ＲＦ的峰面积，Ｎ为所有峰面积的总和），并
计算以下多样性指数：
物种丰度 Ｓ＝图谱中峰的总数
Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）
Ｈ ＝－ ∑
ｓ
ｉ ＝ １
Ｐ ｉ·ｌｎＰ ｉ
Ｓｉｍｐｓｏｎ指数（Ｄ）：
Ｄ ＝ １ － ∑
ｓ
ｉ ＝ １
（Ｐ ｉ） ２
均匀度指数（Ｅ）：
Ｅ＝Ｈ ／ （ｌｎ Ｓ）
其中，Ｐ ｉ 为某个峰的峰高占总峰高的比例。
利用 Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｔｏｏｌ （ＰＡＴ，ｈｔｔｐ： ／ ／ ｍｉｃａ．ｉｂｅｓｔ．ｕｉｄａｈｏ．ｅｄｕ ／ ｐａｔ．ｐｈｐ）对 Ｔ⁃ＲＦｓ进行定性分析。
采用重复测量方差分析（Ｒｅｐｅａｔｅｄ⁃ｍｅａｓｕｒｅｓ ＡＮＯＶＡ）分析物种、时间因素及二者交互作用对土壤细菌群
落多样性的影响；采用单因素方差分析（Ｏｎｅ⁃ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）分析相同物种不同取样时间多样性指数的显著性
差异，用 Ｄｕｎｃａｎ 检验法检验每个指标在不同用地类型间的差异性（α ＝ ０．０５）；用典范对应分析（ＣＣＡ）检验土
壤细菌与土壤化学性质的关系。 研究采用 ＳＰＳＳ １７．０ 软件和 Ｃａｎｏｃｏ ４．５ 进行数据分析，用 Ｏｒｉｇｉｎ ８．６ 和 Ｃａｎｏ
Ｄｒａｗ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ ４．５软件制图。
２ 结果与分析
２．１ 三峡水库消落带土壤细菌群落多样性指数重复度量方差分析
对土壤细菌群落的多样性指数进行重复度量方差分析表明， ＨｈａⅠ酶切结果中，物种因素对消落带土壤
细菌 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）、时间因素对土壤细菌 Ｓｉｍｐｓｏｎ指数（Ｄ）无显著影响（Ｐ＞０．０５，表 １）。 除上述结
果外，物种、取样时间、以及两者的交互作用均对三峡库区消落带土壤细菌群落多样性指数产生显著（Ｐ＜
０．０５，表 １）或极显著（Ｐ＜０．０１，表 １）影响。
表 １ 土壤细菌群落多样性指数的重复度量方差分析
Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｐｅａｔｅｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ＡＮＯＶＡ ｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
酶
Ｅｎｚｙｍｅ
多样性指数
Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｉｃｅｓ
物种 Ｓｐｅｃｉｅｓ 时间 Ｔｉｍｅ 物种∗时间 Ｓｐｅｃｉｅｓ ∗ Ｔｉｍｅ
Ｆ Ｐ Ｆ Ｐ Ｆ Ｐ
ＨｈａⅠ Ｓ ４４．０６ ０．００ ２．３ ０．０４ ４．８７ ０．０２
Ｈ １．５３ ０．２５ ２０．５９ ０．００ ８．８１ ０．００
Ｄ ５．０６ ０．０２ １．９２ ０．８３ ９．０４ ０．００
Ｅ ３８．７ ０．００ １３４．８７ ０．００ ２２．６３ ０．００
ＭｓｐⅠ Ｓ ６４．１４ ０．００ ２２．５４ ０．００ ５．７４ ０．００
Ｈ ３１．０３ ０．００ ８．５３ ０．０４ ４．６ ０．０１
Ｄ ３．６８ ０．０５ ５．５９ ０．０２ ０．３ ０．０４
Ｅ １１．１１ ０．００ ６．５６ ０．０１ １６．５６ ０．００
Ｓ： 丰度指数（Ｒｉｃｈｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ），Ｈ： 香农指数（Ｓｈａｎｎｏｎ Ｗｉｅｎｅｒ ｉｎｄｅｘ），Ｄ： 辛普森指数（Ｓｉｍｐｓｏｎ），Ｅ： 均匀度指数（Ｅｖｅｎｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ）
２．２ 三峡水库消落带土壤细菌群落多样性指数变化
两种人工植被土壤细菌群落多样性指数变化与裸地相比不尽相同。 由 ＨｈａⅠ酶切后土壤细菌多样性指
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数变化可知（图 ２ａ），裸地土壤的物种丰度在 Ｔ１与 Ｔ２ 时存在显著差异，香农指数、均匀度指数均在 Ｔ１ 与 Ｔ３
时存在显著差异；与之相反，人工植被类型下，无论是牛鞭草还是狗牙根，其土壤细菌群落多样性指数在三次
取样时均无显著差异存在。 此外，研究还发现，人工植被实生土壤下的物种丰度显著高于裸地土壤（Ｐ＜
０．０５）。
图 ２ 不同取样时间土壤细菌群落多样性指数变化
Ｆｉｇ．２ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ
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与 Ｈｈａ Ｉ类似，ＭｓｐⅠ酶切结果（图 ２ｂ）表明，裸地的物种丰度、香农指数、均匀度指数在三次取样中存在
显著差异，其中裸地土壤的物种丰度在 Ｔ１与 Ｔ２时存在显著差异，香农指数、均匀度指数均在 Ｔ１与 Ｔ３时存在
显著差异。 而人工植被类型下土壤细菌多样性指数无显著改变。
２．３ 三峡水库消落带土壤细菌群落优势种群丰度变化
每一个 Ｔ⁃ＲＦ至少代表数据库中的一种细菌，因此 Ｔ⁃ＲＦ的多样性，也代表了细菌种类的多样性。 如图所
示，柱状堆叠图分别表示不同时间采样下，人工植被与裸地土壤中优势片段的种类与相对丰度。 从 Ｔ⁃ＲＦＬＰ
分析图谱中可知，经 ＨｈａⅠ酶切共得到 ２５个优势末端限制性片段（图 ３ａ），经 ＭｓｐⅠ酶切共得到 ２１ 个优势末
端限制性片段（图 ３ｂ）。 图 ３ａ ＨｈａⅠ酶切结果显示，４７３ｂｐ等 Ｔ⁃ＲＦｓ在土壤中普遍存在，而其相对丰度则在不
同人工植被及裸地土壤中不尽相同；与之类似，ＭｓｐⅠ酶切之后，１０１、１１０ｂｐ Ｔ⁃ＲＦｓ 也在土壤中普遍存在。 然
而，不同植被类型下，优势片段的种类与丰度均不同，且随时间呈现不同的变化趋势。 例如，经 ＨｈａⅠ酶切牛
鞭草土壤中 １６７ｂｐ（可能为 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、１８１ｂｐ（可能为 Ｂａｃｉｌｌｕｓ 芽孢杆菌属），狗牙根实生土壤中 １４７ｂｐ（可
能为 Ｂａｃｉｌｌｕｓ芽孢杆菌属）、３２８ｂｐ（可能为 Ｐｓｅｕｄｏａｌｔｅｒｏｍｏｎａｓ假交替单胞菌属），３３５ｂｐ（可能为Ｍａｒｉｎｉｍｉｃｒｏｂｉｕｍ
海杆菌属），裸地土壤中的 ９７ｂｐ（可能为 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ绿脓杆菌）、１６７ｂｐ （可能为 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ 假单
胞菌）；以及经 ＭｓｐⅠ酶切牛鞭草土壤中 ９０ｂｐ （可能为 Ａｅｒｏｍｏｎａｓ 气单胞菌），１１２ｂｐ （可能为假单胞菌属
Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ），狗牙根实生土壤中 ９０ｂｐ（可能为 Ａｅｒｏｍｏｎａｓ），裸地土壤中 １１２ｂｐ（可能为 Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）在三次
取样时其相对丰度持续降低或消失；另有部分优势物种在 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 三次取样时相对丰度呈现先下降后上升
的趋势。
２．４ 三峡水库消落带土壤细菌群落多样性与土壤养分的关系
土壤细菌群落种类与土壤养分含量息息相关，然而土壤养分含量究竟如何影响土壤细菌群落尚不清楚，
三次取样时土壤化学性质均值如下（表 ２）。 本研究采用典范对应分析（ＣＣＡ）对消落带土壤细菌群落进行排
序，结果如图所示。 用 ＨｈａⅠ酶切得到的数据进行分析可知，排序轴 ＣＣ１ 解释了群落结构和物种变化信息量
的 ４６．４％，排序轴 ＣＣ２解释了 ２７．１％，两轴共解释了全部信息的 ７３．５％（图 ４ａ）。 同样，ＭｓｐⅠ酶切数据分析结
果可知，排序轴 ＣＣ１ 解释了群落结构和物种变化信息量的 ２９．１％，排序轴 ＣＣ２ 解释了 １５．８％，两轴共解释了
全部信息的 ４３．９％（图 ４ｂ）。 两种酶切之后，较大酶切片段分布相对集中，且主要分布在 Ｎ、Ｐ 周围；此外，Ｈｈａ
Ⅰ酶切之后 ３０４ｂｐ（可能代表的微生物为 Ｒｈｉｚｏｂｉａｌｅｓ）、３３５ｂｐ（可能代表的微生物为 Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）均在 ＡＮ 周围
分布；ＭｓｐⅠ酶切之后 ３６５ｂｐ（可能代表的微生物为 Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ ｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ （Ｄ１１３４２））、３９６ｂｐ（可能代表的微
生物为 Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ； Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）、４００ｂｐ（可能代表的微生物为 Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ； Ｓｉｎｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）、４５５ｂｐ（可能代表的
微生物为 Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ）也分布集中在 ＡＮ、ＴＮ或 ＯＭ周围，由此可见土壤细菌群落与土壤氮素含量存在较好的
相关性。
表 ２ 土壤化学性质
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
植被类型
Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ
ｐＨ
ｐＨ ｖａｌｕｅ
有机质含量
ＯＭ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｇ ／ ｋｇ）
碱解氮含量
ＡＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｍｇ ／ ｋｇ）
有效磷含量
ＡＰ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｍｇ ／ ｋｇ）
速效钾含量
ＡＫ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｍｇ ／ ｋｇ）
全氮含量
ＴＮ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｇ ／ ｋｇ）
全磷含量
ＴＰ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｇ ／ ｋｇ）
全钾含量
ＴＫ ｃｏｎｔｅｎｔ ／
（ｇ ／ ｋｇ）
牛鞭草 Ｈ． ｃｏｍｐｒｅｓｓａ ６．８２±０．２５ １５．２８±０．８６ ６１．４２±１．２９ １．４９±０．１１ ５２．４０±２．０８ ０．７０±０．１１ ０．５２±０．１１ ２４．８４±０．７４
狗牙根 Ｃ．ｄａｃｔｙｌｏｎ ７．０８±０．１８ １２．８６±０．６８ ６３．８６±４．１７ １．６６±０．２６ ５２．８３±０．１４ ０．８２±０．１２ ０．９９±０．０４ ２８．５４±１．１
裸地 Ｕｎｐｌａｎｔｅｄ ｓｏｉｌ ７．１２±０．１１ １１．１７±０．７４ ７５．４３±４．６５ １．３３±０．０７ ６３．２７±１．１３ ０．８４±０．０２ ０．７１±０．０４ ２３．８０±１．３６
３ 讨论
微生物群落能够直接作用于植物根系，可以通过腐殖质分解来改变土壤养分的矿化速率及其空间分布，
影响土壤理化性质，改变植物根际的激素状况，从而间接地影响植物生长发育、调控群落结构［３２⁃３３］，因此对土
壤微生物群落进行调查，可为评估地表植被的生长状况以及土壤的退化程度提供量化指标［３４⁃３５］。
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图 ３ 土壤细菌群落优势 Ｔ⁃ＲＦ的相对丰度
Ｆｉｇ．３ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｂｕｎｄａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔ Ｔ⁃ＲＦｓ
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图 ４ 消落带土壤细菌群落 ＨｈａⅠ酶切（ａ）与 ＭｓｐⅠ酶切（ｂ）的 ＣＣＡ分析
Ｆｉｇ．４ Ｃａｎｏｎｉｃａｌ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｂｙ ＨｈａＩ （ａ） ａｎｄ ＭｓｐⅠ（ｂ）
３．１ 三峡水库消落带土壤细菌群落多样性指数重复度量方差分析
微生物群落多样性指数是反映物种丰富度和均匀度的综合指标，其变化能准确反映群落功能多样性总体
的动态变化，但采用的多样性指数不同，研究结果也存在较大差异。 其中物种丰度指数越大，群落物种丰度越
高；Ｓｈａｎｎｏｎ指数用于评估微生物的丰富度和均度，物种越多，分布越均匀，其值越大；Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数用于评估
最常见种的优势度，辛普森指数越大，生物多样性越高；均匀度指数反映的是各物种个体数目分配的均匀
程度。
ＨｈａⅠ酶切结果中，物种因素对消落带土壤细菌 Ｓｈａｎｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数（Ｈ）、时间因素对土壤细菌 Ｓｉｍｐｓｏｎ
指数（Ｄ）无显著影响（Ｐ＞０．０５，表 １），说明 ＨｈａⅠ酶切后，牛鞭草与狗牙根两种植被类型下土壤细菌丰度与均
匀度无显著差异，同时土壤中常见细菌种类的优势度不随时间发生显著改变；除上述结果外，物种、取样时间、
以及两者的交互作用均对三峡库区消落带土壤细菌群落多样性指数产生显著（Ｐ＜０．０５，表 １）或极显著（Ｐ＜０．
０１，表 １）影响，可能是由于人工植被栽植之后，土壤固持水土能力增加，维持了土壤团聚体结构，进而影响到
土壤细菌群落结构及生物量，增强了细菌群落多样性［３６］。 尤其是狗牙根与牛鞭草地上部分生长量大，可以为
细菌生长提供大量凋落物；同时，两种植物其匍匐生长、根系发达，于库区土壤表层密集生长，植被凋落物和死
亡的根等为土壤中的细菌提供了能量来源，均会对细菌多样性指数产生重要影响［３７］。
３．２ 土壤细菌群落多样性指数
微生物群落多样性指数是反映物种丰富度、优势度以及均匀度的综合指标，多样性指数的变化可以反映
群落功能多样性的动态变化［３８］。 ＨｈａⅠ酶切后人工植被土壤细菌群落丰度显著高于裸地土壤，牛鞭草与狗牙
根的土壤细菌群落丰度与裸地相比，分别增加 ６２％和 ４０％，这可能归结于人工栽植牛鞭草与狗牙根之后，其
根系向周围环境释放出各类有机、无机物质，这些分泌物为细菌提供重要的能量物质，促进细菌群落繁
殖［３９⁃４０］，增加了群落多样性；此外，根系分泌物还可以通过改变土壤 ｐＨ 值、氧化还原电位等间接影响微生物
群落多样性［４１］。
有研究表明，根际是植物与土壤接触的重要界面，植物根系可以释放不同的分泌物，促进根系形成稳定而
独特的微生物区系［４２］。 因此，人工栽植牛鞭草与狗牙根之后土壤细菌群落多样性指数在三次取样时无显著
改变，而裸地土壤丰度、香农指数、均匀度指数在不同取样时间内存在显著差异，其原因可能是由于人工植被
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栽种之后，狗牙根与牛鞭草特异的根系分泌物促使土壤中形成了稳定的细菌群落区系，而裸地土壤由于无地
表植被固持水土，因此土壤及土壤中的细菌均易随水分的涨落流动而发生迁移，从而造成裸地土壤细菌群落
多样性变化较大。 有学者采用 ＰＣＲ－ＲＦＬＰ 技术研究土壤及上层植被与土壤微生物多样性的关系，验证了植
物的分泌物可使得微生物获得更丰富的资源，同时植被覆盖保持土壤湿度更适于细菌群落的发展［４３］，与本研
究结果一致。 此外，就人工植被土壤而言，栽植牛鞭草和狗牙根之后，实生土壤细菌群落多样性指数均未发生
显著改变，从一个方面可以说明，在三峡库区消落带进行人工植被修复之后，土壤细菌群落多样性指数更加
稳定。
３．３ 土壤细菌群落优势种群相对丰度
消落带土壤中的细菌群落是一个不断变化的群体，其种群的数量、种类、分布等特征均会受到外界环境条
件（如土壤水热状况、肥力条件以及植被类型）的影响，因此导致所得到的 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 图谱有所差别［４４⁃４６］。 在三
峡库区消落带特殊的水文条件下，长时间水淹将导致土壤溶氧量减少，势必对土壤中的需氧、厌氧菌造成影
响，同时水文条件可以通过影响土壤有机质以及氮磷含量改变细菌群落结构；此外，植被类型也是土壤细菌群
落结构的主要影响因素之一。
细菌群落相对丰度的变化可以归结于土壤通气状况的改变，Ｂｏｓｓｉｏ 认为［４７］，土壤通气状况是影响细菌生
命活动的因素之一。 三峡水库冬蓄夏排，使库区消落带土壤长时间处于水淹状态，导致土壤通气性变差，成为
土壤细菌生长的限制因子。 研究结果表明，无论是 ＨｈａⅠ还是 ＭｓｐⅠ酶切片段，土壤中消失或减少的优势种
属多为需氧生长型，在三次取样时其相对丰度持续降低或消失，由此推断可能是由于长期水淹造成厌氧环境，
限制了细菌群落生长繁殖；但部分需氧生长的菌类在不同取样时间内相对丰度并未持续下降，而呈现下降后
升高的趋势，可见，在外界环境不适时，细菌群落能够自发的调整其结构以适应外部环境的改变，从而保持长
期健康的群落结构；少量厌氧生长菌类的消失可能是由于水分条件影响植被生长状态、土壤氧化还原电位及
养分含量，间接对细菌生长造成影响；土壤养分含量以及细菌个体均可能随水分涨落在土壤孔隙间发生迁移，
可能也是影响细菌群落在土壤中分布的原因之一。
植被对土壤细菌群落的影响，则可能是通过根系特定的分泌物选择根际周围的微生物而实现［４２］。 研究
发现，不同植被处理组细菌数量与类型均存在差异，这可能是由于根系分泌物的差异改变土壤细菌群落结构
与功能，尤其是牛鞭草与狗牙根根系分泌物的组成、性质与凋落物存在差别，影响了细菌的生长代谢，使土壤
中产生不同的细菌群落［４８⁃４９］。
３．４ 消落带细菌群落与土壤养分的关系
三峡库区消落带土壤细菌群落多样性是其环境因子的反映，植被多样性与微生物多样性关系密切，植物
可以通过影响土壤的含水量、ｐＨ值、有机质含量及氮磷比等，间接作用于细菌群落，从而对细菌群落多样性产
生效应［５０］。 根据 Ｔ⁃ＲＦＬＰ 结果，进行土壤化学性质与土壤细菌群落相关性的典范对应分析（ＣＣＡ）可知：较大
Ｔ⁃ＲＦｓ主要集中 ＡＮ、ＴＮ、ＴＰ 周围，ＯＭ 周围也有分布。 较大片段可能为土壤中藻类（如 Ａｌｇｉｃｏｌａ、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ、
ｐｉｒｏｐｌａｓｍａ、Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓ等），由此可见水淹之后仍然有部分藻类存留在消落带土壤中，而藻类的过量繁殖是造
成水华的主要原因［５１］，如微胞藻（４６４ｂｐ、４６９ｂｐ）可引起水体的富营养化［５２］，且分布在 ＴＮ周围，这与研究发现
的土壤 Ｎ、Ｐ 含量呈现升高趋势相一致。 此外，根系分泌的有机酸可以提高难溶性磷的溶解性［５３］，为土壤细
菌提供能源，从而维持旺盛的细菌群落活性，而细菌活性的增加又促进了磷的活化［５４］，也可能是磷含量增加
的原因之一。
土壤细菌群落多样性与覆盖于土壤上的植物群落多样性及生产力相关。 牛鞭草与狗牙根栽植之后，植被
覆盖将改变土壤的水热状况，自身生长发育会使土壤物理环境得到改善，有利于土壤细菌生长［４３］，导致一些
参与土壤营养循环、改善土壤质地及防治植物病害的有益菌和功能菌迅速繁殖占据主导地位，成为三峡库区
消落带优势菌群［５５］。 ＨｈａⅠ酶切产生的 １４７ｂｐ、１８０ｂｐ、１８１ｂｐ、１８２ｂｐ，ＭｓｐⅠ酶切产生的 ９０ｂｐ、１１０ｂｐ、１１８ｂｐ、
１６１ｂｐ、４５５ｂｐ、４６４ｂｐ可能代表 Ｂａｃｉｌｌｕｓ芽孢杆菌，是土壤中的一种优势菌，对外界有害因子抵抗力强，分布广
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泛；Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ（假单胞菌）是土壤中常见的生防菌，也是三峡库区消落带的优势菌属，严格好氧，消落带土壤
中假单胞菌的存在可以增加牛鞭草、狗牙根的抗性，并可以通过产生代谢物抑制有害微生物、帮助植被吸收养
分［５６］；土壤中的有机氮很难直接被植物吸收利用，在适宜条件下，经微生物固定［５７⁃５８］、反硝化作用［５９］、细菌分
解等成为植物可利用态，本研究中土壤中 Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ根瘤菌属（ＨｈａⅠ酶切产生的 ３０４ｂｐ、３３５ｂｐ，ＭｓｐⅠ酶切产
生 ３６５ｂｐ、３９６ｂｐ、４００ｂｐ）、Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ固氮菌（ＭｓｐⅠ酶切产生 １１２ｂｐ、４５５ｂｐ）均可固定空气中的氮气，为植物共
生体及土壤提供氮源。 由图 ４可知，除 ３６５ｂｐ 分布在 ＯＭ 周围、１１２ｂｐ 分布于 ＴＫ 周围外，可固氮的菌属均在
ＴＮ、ＡＮ周围分布，可见上述细菌群落可能在土壤中以腐生菌状态存在，为植物生长提供氮素，这与土壤中 ＴＮ
含量增加、ＡＮ含量减少相一致。
此外，一些用于碳素循环、氮素循环及分解作用等不同功能的细菌也在消落带土壤中发现，如降解纤维素
的 Ｃｅｌｌｖｉｂｒｉｏ纤维弧菌（ＨｈａⅠ酶 ３３０ｂｐ，ＭｓｐⅠ酶切 ４４９ｂｐ、４５５ｂｐ）属和 Ａｅｒｏｍｏｎａｓ气单胞菌属（ＨｈａⅠ酶 １８２ｂｐ，
ＭｓｐⅠ酶 ９０ｂｐ），聚磷、固氮作用的 Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ 节杆菌属（ＨｈａⅠ酶 ４７３ｂｐ，ＭｓｐⅠ酶 ４５５ｂｐ），能够改良土壤质
地、作为植物病害重要的生防因子之一的 Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ 链霉菌（ＨｈａⅠ酶 １７３ｂｐ、４７３ｂｐ，ＭｓｐⅠ酶切 ４５５ｂｐ）属
等［６０］。 有研究证实，绿硫细菌（ＭｓｐⅠ酶切产生的 ４４９ｂｐ、４５５ｂｐ、４６９ｂｐ）中的某些菌株具有酶促还原大气氮为
氨的能力。
４ 结论
不同的环境条件，诸如植被、土壤养分等均会对细菌群落多样性造成影响。 在三峡库区消落带特定的水
文条件下，与裸地土壤相比，ＨｈａⅠ酶切后人工栽植牛鞭草与狗牙根的土壤细菌群落丰度显著增加，增加比例
分别为 ６２％和 ４０％，且人工植物土壤细菌群落多样性指数与裸地相比也更加稳定；同时，ＣＣＡ 分析结果表明
三峡库区消落带土壤细菌群落多样性与化学性质关系密切，较大片段在消落带中存留可能引起土壤氮磷含量
升高，而固氮菌与氮元素的紧密相关性，可能也是土壤全氮含量升高的诱因之一。
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