全 文 ：第 ３６ 卷第 １３ 期
２０１６年 ７月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１３
Ｊｕｌ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金项目（３１５７０４２７）
收稿日期：２０１５⁃０６⁃２５； 　 　 修订日期：２０１６⁃０３⁃２１
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈａｏｎｉａｎｘｉ＠ ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０６２５１２８９
辛晓静， 刘磊， 申俊芳， 赵念席，高玉葆．羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响．生态学报，２０１６，３６（１３）：３９２３⁃３９３２．
Ｘｉｎ Ｘ Ｊ， Ｌｉｕ Ｌ， Ｓｈｅｎ Ｊ Ｆ， Ｚｈａｏ Ｎ Ｘ， Ｇａｏ Ｙ Ｂ． Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１３）：３９２３⁃３９３２．
羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互
影响
辛晓静， 刘　 磊， 申俊芳， 赵念席∗，高玉葆
南开大学生命科学学院， 天津　 ３０００７１
摘要：物种多样性（或同一物种遗传多样性）减少和氮富集都是影响陆地生态系统进程的主要因素，它们之间的交互作用是否
对土壤微生物群落产生显著影响已成为研究者关心的主要科学问题。 研究羊草基因型数目（１、２、４三种基因型数目组合）和氮
添加（无氮添加、低氮添加和高氮添加 ３种水平）对土壤微生物群落的总磷脂脂肪酸（ＰＬＦＡ，Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ）含量、细菌
ＰＬＦＡ生物标记含量、真菌 ＰＬＦＡ生物标记含量、真菌 ／细菌比、以及基于每个 ＰＬＦＡ 生物标记相对含量百分比所得微生物群落
的 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和 Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度指数的影响。 结果表明：氮添加对细菌 ＰＬＦＡ生物标记含量，以及土壤微生物
ＰＬＦＡ生物标记的 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和 Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度指数具有显著影响（Ｐ＜０．０５）；基因型数目对所测变量无显著影
响（Ｐ ＞ ０．０５），但基因型数目和氮添加的交互作用对细菌 ＰＬＦＡ生物标记含量和真菌 ／细菌比具有显著影响（Ｐ＜０．０５）。 研究结
果为全球变化背景下氮沉降及重要物种种群数量减少对土壤微生物群落的影响提供了科学数据，为合理解释群落动态变化提
供了数据支持。
关键词：基因型数目；氮添加；微生物群落；羊草
Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
ＸＩＮ Ｘｉａｏｊｉｎｇ， ＬＩＵ Ｌｅｉ， ＳＨＥＮ Ｊｕｎｆａｎｇ， ＺＨＡＯ Ｎｉａｎｘｉ∗， ＧＡＯ Ｙｕｂａｏ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｎａｎｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｈｕｍａｎｓ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｙｃｌｅ ａｔ ａ ｒｅｃｏｒｄ ｐａｃｅ， ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｏｆ
ｆｏｓｓｉｌ ｆｕｅｌｓ， ｇｒｏｗｉｎｇ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ， ａｎｄ ｐｅｒｖａｓｉｖｅ ｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｉｎ ｉｔｓ ｕｓｅ， ａｌｌ ｏｆ ｗｈｉｃｈ
ｈａｓ ｌａｒｇｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ａｎｄ ａｑｕａｔｉｃ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ． Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｓ ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎｐｕｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｔｈｅ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｌｏｓｓｅｓ． Ｌｏｓｓ ｏｆ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ
ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎｐｕｔｓ ａｒｅ ｔｗｏ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｒｕｃｉａｌ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｒｉｖｉｎｇ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｂｏｔｈ ｏｆ ｔｈｅｍ
ｈａｖｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｓｔｕｄｉｅｓ； ｈｏｗｅｖｅｒ， ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅｉｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｃａｒｃｅ． Ｉｎ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ， ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆ ｈｏｗ ｔｈｅｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ．Ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｃａｎ ｂｅ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｂｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｙｐｅ， ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ， ａｎｄ
ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ｉｎｐｕｔ ｔｏ ｓｏｉｌｓ ｏｒ ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ ｖｉａ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ （ｅ．ｇ．， ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ， ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
ａｎｄ ｐＨ）． Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ａｎｙ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｃａｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｎｉｃｈｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ， ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，
ｍａｙ ａｆｆｅｃｔ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｒ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈａｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｈａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｓ ｔｈａｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ｓｍａｌｌｅｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｆｒａｇｉｌｅ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｖａｒｙ ｉｎ ａ ｍｕｌｔｉｔｕｄｅ ｏｆ ｔｒａｉｔｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ， ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ， ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅｓ， ｓｅｃｏｎｄａｒｙ
ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ， ａｎｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｓｕｃｈ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｈｏｗｎ ｔｏ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｓｐｅｃｉｅｓ （ｓｕｃｈ
ａｓ ｏｔｈｅｒ ｐｌａｎｔｓ， ｈｅｒｂｉｖｏｒｅｓ， ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ）． Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｏｎｌｙ ａ ｆｅｗ ｓｔｕｄｉｅｓ ｈａｖｅ ｔｅｓｔｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｎ
ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ， ａ ｆｅｗ ｓｔｕｄｉｅｓ ｈａｖｅ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｇｅｎｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ Ｐｏｐｕｌｕｓ ｍａｙ ａｆｆｅｃｔ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
ａｎｄ ｓｏｉｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｗａｙｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ．Ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｐｅｃｉｅｓ
ｏｒ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｍｅ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｅｐｐｅｓ ｏｆ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｌａｙｅｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ
ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｌｅａｄ ｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ｒｉｃｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｌｏｓｓ ｏｆ ｐｅｒｅｎｎｉａｌ ｇｒａｓｓｅｓ
ｉｎ ｍａｔｕｒｅ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ， ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｒｅｄｕｃｅｓ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ （ｅ．ｇ．， ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ） ｉｎ ａ ｓｅｍｉ － ａｒｉｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ｓｔｅｐｐｅ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ，
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ． （１） Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ （Ｐ＜０．０５） ｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ
（ＰＬＦＡ） ｃｏｎｔｅｎｔ， Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ， ａｎｄ Ｓｉｍｐｓｏｎ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ． （２） Ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｖａｒｉａｂｌｅｓ （Ｐ ＞ ０．０５）， ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｈａｄ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ＰＬＦＡ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｆｕｎｇａｌ ｔｏ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏｓ （Ｐ＜０．０５）． Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｉｚｅ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｎ ｓｏｉｌ
ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｅｐｐｅ ｏｆ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆ
ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｎｕｍｂｅｒ； ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ； ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ； Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ
化石燃料燃烧（导致大气氮沉降）、施肥措施（氮添加）等人类活动的加剧，导致全球氮富集逐渐增加［１］，
已经对陆地生态系统产生了非常显著的影响［２］，这些影响既包括对地上部植物多样性（物种多样性和同一物
种遗传多样性）变化的影响，也包括对地下微生物群落组成和结构的影响，使氮富集成为引起群落退化的主
要因素之一。 如 Ｚａｖａｌｅｔａ等在加里福尼亚草原生物保护区进行了为期 ３ａ 的模拟氮沉降实验，结果发现氮沉
降使实验区的植物种类减少 ５％［３］；Ｓｃｈｍｉｄｔ等对一苔原群落模拟氮添加的实验发现，氮添加引起土壤微生物
的含量降低且结构和功能发生变化［４］。
随着群落植物多样性的改变，土壤微生物多样性及其功能也会相应地发生变化［５］。 一方面是由于不同
植物个体（种类）输入土壤的有机质类型、复杂性及总量不同而直接影响地下微生物群落［６］；另一方面，植物
性状如地上生物量、根系深度和密度以及根冠比的种间（种内）差异可特异性地影响土壤环境，如湿度、温度、
ｐＨ等，从而间接影响土壤微生物群落［７⁃８］。 近年来，在物种较少、相对脆弱的生态系统中，重要物种基因型多
样性表现出与群落内物种多样性相似的生态功能被广泛证实，如与较少基因型个体组成的种群相比，多基因
型个体组成的种群能提高地上部初级生产力、增加地上部节肢动物的多样性、加速凋落物分解等［９⁃１１］，但基因
型数目是否对土壤微生物群落产生影响的研究则刚刚起步［１２⁃１３］，Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ 等研究发现，随杨树（Ｐｏｐｕｌｕｓ）基
因多样性增加，土壤微生物群落组成呈单峰变化，这可能与基因多样性能改变土壤营养物质的可利用性
有关［１３］。
植物多样性（种间和种内水平）减少和氮富集对陆地生态系统的影响很早就受到了生态学家的广泛关
注［１４⁃１５］，已有相关研究分别探讨了植物多样性减少或氮添加单一因素对生态系统功能的影响［２，５］，而关于这
两个因子的交互作用是否影响生态系统功能的相关研究却很少［１６⁃１８］，关注它们是否交互影响土壤微生物群
落的研究则更少［１７⁃１８］。 受全球变化（氮沉降、干旱、过度放牧等因素）的影响，中国北方典型草原退化严重，已
有研究证实氮添加导致群落建群种羊草（ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）和大针茅（ Ｓｔｉｐａ ｇｒａｎｄｉｓ）等多年生禾草数量降
低［１９］，但建群种种群数量减少是否会与氮添加交互影响生态系统功能（如土壤微生物群落的结构与功能）的
４２９３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
相关研究还未展开。
羊草作为内蒙古草原的建群种之一，具有生态幅广、适应性强等特点。 另外，羊草作为根茎型禾草，通过
克隆繁殖，某个特定的基因型在群落中也能起到很重要的作用。 最近有研究发现，不同基因型羊草数量性状
间存在分化（包括与生长相关的比叶面积、与防御相关的叶片总酚浓度等等），且这种分化具有遗传基础［２０］；
多基因型组合羊草种群在提高种群生产力以及抗干扰方面存在正效应，对正效应起主要贡献的是类似于物种
之间的生态位互补效应［２１］。 因此，本研究以该区域重要建群种羊草为研究对象，构建不同基因型组合的羊草
种群，通过氮添加模拟氮沉降，在人工控制条件下研究羊草基因型数目、氮添加以及它们的交互作用对羊草地
下部微生物群落组成和结构的影响。 以期在大气氮沉降逐渐增加的背景下，探讨羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）种群
基因型多样性在保持内蒙古温带典型草原土壤微生物多样性方面的作用。 重点关注以下问题：（１）羊草基因
型数目对土壤微生物群落的组成及结构是否影响显著；（２）氮添加如何影响土壤微生物群落的含量及多样
性；（３）羊草基因型数目和氮添加的交互作用是否影响土壤微生物群落的组成及结构。
１　 材料和方法
１．１　 实验材料
本实验所用羊草为 ２０１０年于内蒙古锡林浩特市阿巴嘎典型草原西界采集的羊草基株，利用 ＩＳＳＲ分子标
记（ＡＧ） ７Ｔ和（ＣＡ） ６Ａ确定不同基因型基株［２２］，并编号。 在相同条件下培养，除去母体效应，通过根茎无性繁
殖得到同一基因型的大量分蘖。 ２０１４年 ６月 １９日，利用这些羊草分蘖进行实验。
１．２　 实验方法
本实验采用两因素三水平随机实验设计，因素一为氮添加，包括无氮添加（Ｎ０）、低氮添加（ＮＬ）及高氮添
加（ＮＨ）３个水平，因素二为羊草基因型数目，包括单基因型（Ｇ１）、两基因型（Ｇ２）及四基因型（Ｇ４）３ 种基因
型数目组合，共构建 ９种处理的实验种群。 在直径 １９ｃｍ的塑料盆中，放入 ２．５ｋｇ 的砂土和 ５０ｇ 内蒙古典型草
原区羊草草原原生生境地表新鲜土壤，每盆中分别移栽 ４ 株羊草单株分蘖。 本实验共使用 ９ 种羊草基因型，
每种氮添加处理下，移栽单基因型（Ｇ１）９盆，两基因型组合（Ｇ２）５ 盆，四基因型组合（Ｇ４）３ 盆，共 １７ 盆；３ 种
氮添加处理总共 ５１盆，基因型组合方式见表 １。 移栽时，将羊草基株的分蘖统一去除根茎并以基因型编号进
行标记，修剪使得地上部高度为 １５ｃｍ，地下根系长度为 １０ｃｍ，地上部叶片数为 ４ 片。 对移栽 １ 周内死去的分
蘖重新种植。
表 １　 本研究所用基因型组合方式
Ｔａｂｌｅ １　 Ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ
羊草基因型数目
Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ
基因型组合方式
Ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ
单基因型 Ｍｏｎｏ⁃ｇｅｎｏｔｙｐｅ Ｙ１８； Ｙ２４； Ｙ１—８； ３ ／ ８； ３ ／ ２５； ４ ／ ６； Ｙ２４； Ｙ１—８； ３ ／ １
两基因型组合 Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ２ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ Ｙ１８，Ｙ２４； Ｙ１—８，３ ／ ８； ３ ／ ２５，４ ／ ６； Ｙ２４，Ｙ１—８； ３ ／ １，Ｙ１—８
四基因型组合 Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ４ ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ Ｙ１—８， ３ ／ ２５， ３ ／ ８， Ｙ２４； ３ ／ ９， Ｙ１８， ３—３２， ４ ／ ６； Ｙ１８， Ｙ１—８， Ｙ２４， ３ ／ ８
　 　 不同基因型组合用分号隔开
经过一段时间恢复生长，２０１４年 ８月 １３日，对实验种群进行氮添加处理，无氮添加（Ｎ０）、低氮添加（ＮＬ）
和高氮添加（ＮＨ）为每周每盆分别施加 ０、１０、３０ ｍＬ的 ０．０１２５ ｍｏｌ ／ Ｌ ＮＨ４ＮＯ３溶液，按全年 ５２ 周计算，对应的
施氮量分别为 ０、６．４２、１９．２４ ｇ Ｎ ／ ｍ２ ／ ａ，施氮标准参照齐玉春等［２３］、张菊等［２４］略作改动；本实验共施氮 １６ 次。
实验期间，土壤湿度控制在（１０ ± ２）％ 左右，除定期施加 ＮＨ４ＮＯ３溶液外，无其他营养添加，定期除去杂草，无
高温和遮阳等胁迫；所有盆随机放置，每周更换位置以避免位置效应。 ２０１４ 年 １１ 月 ２８ 日，收集每盆中间位
置的土壤作为根系土，立即过直径 １ ｍｍ筛，除去植物残余根系后于－８０℃冰冻保存，用于土壤微生物磷脂脂
肪酸（ＰＬＦＡ， Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ）生物标记分析。
本研究采用磷脂脂肪酸（Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ， ＰＬＦＡ）温和甲酯化法［２５］进行土壤微生物 ＰＬＦＡ 生物标
５２９３　 １３期 　 　 　 辛晓静　 等：羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
记提取，利用气质联用色谱分析仪（Ａｇｉｌｅｎｔ ７８９０ＧＣ ５９７５ＭＳＤ）进行 ＰＬＦＡ 生物标记分离及鉴定［２６］。 对 Ｃ１４—
Ｃ２０之间成功分离的 ＰＬＦＡ 生物标记进行含量计算及表征分类［２７］。 其中，表征细菌的为 ｉ１４：０、 ｉ１５：０、
１６：１ω７ｃ、ａ１６：０、ｉ１６：０、ｃｙ１７：０、ｉ１７：０、１７：０、１８：１ω７ｃ；表征真菌的为 １８：２ω６，９ｃ、１８：１ω９ｃ［２７⁃２８］。
１．３　 数据分析
ＰＬＦＡ生物标记含量计算公式为：
ＰＬＦＡ（ｎｍｏｌ ／ ｇ干重）＝ （ＰＰＬＦＡ×Ｓ×Ｖ）÷（ＰＯＳＴＤ×Ｄ×Ｒ×Ｗ×Ｍ）
式中，ＰＰＬＦＡ和 ＰＯＳＴＤ分别是样品和标准物质的峰值面积，Ｓ 为内标标准物质的浓度（ｎｇ ／ μＬ），Ｄ 为稀释倍
数，Ｒ为分取倍数，Ｖ为样品的测定体积（μＬ），Ｗ为土壤干重（ｇ干重），Ｍ为相应的 ＰＬＦＡ的相对分子质量。
ＰＬＦＡ生物标记生态学参数：
Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数（Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ） ［２９］：
Ｈ ＝－ ∑ｐｉ ｌｇｐｉ
Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度（Ｓｉｍｐｓｏｎ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ） ［３０］：
Ｄ ＝ １ － ∑ｐ２ｉ
式中，ｐｉ为第 ｉ种 ＰＬＦＡ生物标记在样品中的相对含量百分比。
将样品中是否检测到某一特定 ＰＬＦＡ标记为 １或 ０构建 ０、１矩阵，基于矩阵计算样品间的 Ｊａｃｃａｒｄ′ｓ相似
性系数，并基于相似性系数构建 ＵＰＧＭＡ聚类图；统计每个样品中检测到的 ＰＬＦＡ 生物标记总数及表征细菌、
真菌和未分类的 ＰＬＦＡ生物标记种类数。
由于本研究中各处理间重复不等，因此采用混合线性模型（Ｍｉｘｅｄ ｍｏｄｅｌ）双因素分析来检验羊草基因型
数目、氮添加以及它们的交互作用对土壤微生物群落组成和结构（ＰＬＦＡ 总量，Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ 多样性指数、
Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度，细菌 ＰＬＦＡ生物标记含量，真菌 ＰＬＦＡ 生物标记含量，真菌 ／细菌比）以及检测得到的生物标
记种类数的影响，羊草基因型数目和氮添加设为固定因子。 对于双因素分析中被检测的受交互作用显著影响
的变量，进一步进行简单效应分析，采用单因素方差分析（ｏｎｅ⁃ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）Ｄｕｎｃａｎ 检验来检测相同的氮添加
（基因型数目）条件下，基因型数目（氮添加）是否对该变量平均值影响显著；而对仅受单一因素显著影响的变
量，进一步利用单因素方差分析（ｏｎｅ⁃ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）多重比较 Ｄｕｎｃａｎ 检验来检测不同处理是否对该变量的平
均值影响显著。 以上数据分析利用 ＳＰＳＳ ２１．０完成，在进行统计检验之前对数据进行转换以满足正态分布和
方差齐性。
２　 结果与分析
２．１　 不同处理下土壤微生物 ＰＬＦＡ生物标记种类
对 Ｃ１４—Ｃ２０ ＰＬＦＡ生物标记进行统计，共得到 ４１种生物标记，每个样品中得到的 ５ —１５ 种 ＰＬＦＡ生物标
记，其中低氮添加四基因型组合（ＮＬＧ４）处理组的一份样品中检测到的 ＰＬＦＡ生物标记最少，而无氮添加两基
因型组合（Ｎ０Ｇ２）处理组的一份样品中检测到的 ＰＬＦＡ生物标记最多。 没有任何 ＰＬＦＡ 生物标记出现在所有
样品中。 只有两种 ＰＬＦＡ生物标记，１６：０和 １８：０，在大于 ４５份样品中被检测到。 其中，１６：０在无氮添加单基
因型（Ｎ０Ｇ１）、低氮添加单基因型（ＮＬＧ１）和无氮添加两基因型组合（Ｎ０Ｇ２）的一些样品中未被检测到，而
１８：０在低氮添加多基因型组合（ＮＬＧ２和 ＮＬＧ４）各一个样品中未检测到。 有 ８ 种 ＰＬＦＡ 生物标记仅在一个样
品中被检测到（表 ２）。
对不同处理得到的 ＰＬＦＡ生物标记的种类数进行分析，发现总 ＰＬＦＡ 生物标记和未分类 ＰＬＦＡ 生物标记
在处理间无显著差异，而细菌 ＰＬＦＡ 生物标记和真菌 ＰＬＦＡ 生物标记在处理间差异显著（Ｐ ＜ ０．０５）。 细菌
ＰＬＦＡ 生物标记种类数最高的出现在无氮添加四基因型组合（Ｎ０Ｇ４）处理组，显著高于高氮添加单基因型
（ＮＨＧ１）和低氮添加多基因型组合（ＮＬＧ２和 ＮＬＧ４）处理组；而真菌 ＰＬＦＡ 生物标记在 ３ 个高氮处理组较高，
６２９３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
显著高于其他处理组（无氮添加单基因型 Ｎ０Ｇ１除外）（表 ３）。
表 ２　 ５１份土壤样品中检测得到的 ＰＬＦＡ生物标记种类及归类情况
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｔｈｅ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｉｎ ５１ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ
ＰＬＦＡ Ｎ０Ｇ４ ＮＬＧ４ ＮＨＧ４ Ｎ０Ｇ２ ＮＬＧ２ ＮＨＧ２ Ｎ０Ｇ１ ＮＬＧ１ ＮＨＧ１ 份数Ｓｕｍ
类群
Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｉ１４：０ １１０ １１０ １１１ １１１１０ ０００００ １１１０１ １１１００１１０１ ０１０１１１０１１ １０１１０１１１１ ３４ 细菌
ｉ１５：０ ０００ ０００ ０００ １１１００ ０００００ ０００００ ０００００１１１１ ０００００００００ ０００００００００ ７ 细菌
１６：１ω７ｃ １１０ １００ １１１ １０１１１ １００１０ １１１１１ １０１００１０１１ ０１１１１１００１ １０１１０１０１１ ３４ 细菌
ａ１６：０ ０００ １１０ ０００ ０００００ ０１１０１ ０００００ １１１１００１１１ １００００００００ ０００００００００ １３ 细菌
ｉ１６：０ １１１ ０００ ０００ １１１１０ ０００００ ０００００ ００００００００１ １１１１０００００ ０００００００００ １２ 细菌
ｃｙ１７：０ １１１ ０００ ０００ ００００１ ０００００ ０００００ ０００００００００ １１１１０００００ ０００００００００ ８ 细菌
ｉ１７：０ ０００ ０００ ０００ １０１１０ ０００００ ０００００ ０００１００００１ ０００００００００ ０００００００００ ５ 细菌
１７：０ ０１１ １００ ０００ ０００００ １００００ ０００００ ００１００００００ ００１１０１００１ １００１１１００１ １４ 细菌
１８：１ω７ｃ ０００ ０００ １１１ ０００００ ０００００ １１１１１ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ ８ 细菌
１８：２ω６，９ｃ ０００ ０００ １１０ １１００１ １０００１ １１１０１ １１１１１１１１１ １００１１１１１０ １１１１１１１１１ ３５ 真菌
１８：１ω９ｃ ０１０ １１０ １１１ ０１０００ ０１０１０ １１１１１ １００００００００ ０００００００００ ０１１１０１１１１ ２２ 真菌
１４：０ ０００ ０１１ ０１０ １１０００ ０１０１１ ０００００ １００００１０００ ０００００１０００ １００１０００１０ １４ 未分类
ａ１４：０ ０００ １００ ０００ ０００１１ ０００００ ０００００ ００１００１０１０ ０１１００１０００ ０００００００１１ １１ 未分类
９Ｍｅ１４：０ ０００ ０００ １１０ １００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００１０００ ４ 未分类
１５：０ １１１ １１０ ０１１ ０００１１ １１１０１ １１１１１ ０００００００００ １１１１１１１１１ １１１０１１１１１ ３５ 未分类
１１Ｍｅ１６：１ω５ｃ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００１０ ００００１００００ ０００００００００ ０００００００００ ２ 未分类
１０Ｍｅ１６：０ ０００ ０００ ０００ ０００００ ００１００ ０００１０ ０１００００１１０ ０００００００００ ０００００００００ ５ 未分类
１６：０ １１１ １１１ １１１ ０１１１０ １１１１１ １１１１１ １１１０１１１１１ １１００１１１１１ １１１１１１１１１ ４６ 未分类
１０Ｍｅ１７：１ω７ｃ ０１０ ０００ ０００ ０１０００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００１００００１ ０００００１０００ ５ 未分类
９Ｍｅ１７：０ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０１１０１ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ ３ 未分类
１８：３ω６，９，１２ｃ １１０ ０００ ０００ ００１０１ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ ４ 未分类
１８：３ω３，６，９ｃ ０００ ０００ ０００ ０００１０ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ １ 未分类
１８：１ω４，７ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００１０００ １ 未分类
１８：１ω９ｔ １１０ １００ １１１ １１０１１ １１１００ ０１１１１ １０１１１１１１０ １１１０１１１１１ ０１１０００１１０ ３６ 未分类
１８：１ω５ｔ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ００１１０００００ ０００００００００ ２ 未分类
１８：１ω５ｃ １１０ １０１ ０１０ １１１１１ ００１１０ ０１０００ ００１１１１０１１ １１００００１０１ ０００００００００ ２３ 未分类
１８：１ω８ｃ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ００００００１００ ０００００００００ ０００００００００ １ 未分类
１８：１ω１２ｃ ０００ １００ ０００ １００００ ０００００ ０００００ １００００００００ ０００００１０００ ０００００１０００ ５ 未分类
１８：１ω１１ｃ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００１０ ０００００００１０ ０００１０００００ ０００１０１０００ ５ 未分类
１８：１ω１０ｃ ０００ ０００ ０００ ００００１ ０００１０ ０００００ ００１００００００ ０００００００００ ０００００００００ ３ 未分类
１８：１ω１０ｔ ０００ ０１０ ０００ ０００００ １００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００１０ ０００００００１０ ４ 未分类
１８：０ １１１ １１１ １０１ １１１１１ １１１１１ １１０１１ １１１１１１１１１ １１１１１１１１１ １１１１１１１１１ ４９ 未分类
１９：１ω１０ ０００ ０００ ０００ ００１００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ １ 未分类
１０Ｍｅ１９：０ ０００ ０００ ００１ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ １ 未分类
ｉ１９：０ １００ １１０ １０１ １００１０ １０１１１ ０００１０ ０１１１０１１１０ １１１１１１１１１ ０１０１０１００１ ３１ 未分类
２０：４ω６，９，１２，１５ｔ ０００ １１１ １１１ １０１１０ １０１１１ １０１１０ １００００００１１ ００１００００１１ １１１０００１１１ ２８ 未分类
２０：３ω６，９，１２ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０１０００ ０００００ ０００００００００ ００００１１１１１ ０００００００００ ６ 未分类
２０：２ω６，９ｃ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ００１００００００ ０００００００００ １ 未分类
２０：１ω９ｃ ００１ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ０００００００００ ０００００００００ １ 未分类
２０：３ω７，１０，１３ ０００ ０００ ０００ ０００００ ０００００ ０００００ ０００００００００ ００１００００００ ０００００００００ １ 未分类
２０：０ ０００ ０００ ０１０ １００００ ０００００ ０１００１ ００００１１０００ ００００１００００ ０００００００００ ７ 未分类
　 　 Ｎ０、ＮＬ和 ＮＨ分别表示无氮添加、低氮添加和高氮添加，Ｇ４、Ｇ２和 Ｇ１分别表示四基因型组合、两基因型组合和单基因型；１ ／ ０ 分别表示在样品中检测 ／未检测
到该脂肪酸；同一个样品中检测到的脂肪酸列为一列
７２９３　 １３期 　 　 　 辛晓静　 等：羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
表 ３　 不同处理对土壤微生物 ＰＬＦＡ生物标记的种类数的影响
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ（ｍｅａｎ ± ＳＥ）
变量 Ｖａｒｉａｂｌｅｓ Ｎ０Ｇ４ ＮＬＧ４ ＮＨＧ４ Ｎ０Ｇ２ ＮＬＧ２ ＮＨＧ２ Ｎ０Ｇ１ ＮＬＧ１ ＮＨＧ１
ＰＬＦＡ生物标记总量
ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ｓｕｍ １０．３３±７．７６ ９．６７±２．６０ １１．６７±０．６７ １２．００±０．８９ ８．８０±０．３７ １０．８０±０．５８ １０．００±０．８０ １１．００±０．５５ ９．５６±０．８７
细菌生物标记
Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ＰＬＦＡ
ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ
４．００±０．５８ａ ２．００±１．１５ｂｃ ３．００±０．００ａｂｃ ３．８０±０．５８ａｂ １．２０±０．２０ｃ ２．８０±０．２０ａｂｃ ２．８９±０．５４ａｂｃ ２．７８±０．５２ ａｂｃ ２．００±０．３７ｂｃ
真菌生物标记
Ｆｕｎｇａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ０．３３±０．３３ｃ ０．６７±０．３３ｂｃ １．６７±０．３３ａ ０．８０±０．３７ｂｃ ０．８０±０．２０ｂｃ １．８０±０．２０ａ １．１１±０．１１ａｂ ０．６７±０．１７ｂｃ １．７８±０．１５ａ
未分类生物标记
Ｕｎｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ ＰＬＦＡ
ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ
６．００±１．００ ７．００±１．１５ ７．００±０．５８ ７．４０±０．６８ ６．８０±０．３７ ６．２０±０．８６ ６．００±０．６０ ７．５６±０．４１ ５．７８±０．６０
　 　 同一行内相同字母表示差异不显著（Ｐ ＞ ０．０５）
２．２　 不同处理对土壤微生物群落组成及结构的影响
双因素分析结果显示，羊草基因型数目、氮添加以及它们的交互作用对总 ＰＬＦＡ 生物标记和真菌 ＰＬＦＡ
生物标记含量均无显著影响，而氮添加对细菌 ＰＬＦＡ 生物标记含量、群落 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ 指数、Ｓｉｍｐｓｏｎ 优势
度指数具有显著影响，即氮添加主效应显著；氮添加和基因型数目交互作用对细菌 ＰＬＦＡ 生物标记含量、真
菌 ／细菌比具有显著影响（表 ４）。 对受交互作用显著影响的两个变量（细菌 ＰＬＦＡ生物标记含量和真菌 ／细菌
比），进一步进行简单效应分析，结果显示：在基因型数目为 ２（Ｇ２）的条件下，低氮添加显著降低了细菌 ＰＬＦＡ
生物标记含量，其他条件下未检测到对细菌 ＰＬＦＡ 生物标记含量的显著影响；而氮添加对单基因型和四基因
型组合真菌 ／细菌比均具有显著影响，但无规律可循（图 １）。 无氮添加（Ｎ０）条件下，基因型数目的增加显著
影响了真菌 ／细菌比，单基因型（Ｇ１）条件下真菌 ／细菌比显著高于多基因型条件下的真菌 ／细菌比（图 １）。 对
仅受氮添加影响的两个变量进行多重比较分析，结果显示：Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和 Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度表现
出相同的趋势，均为无氮添加（Ｎ０）处理显著高于低氮添加（ＮＬ）处理组，且这种差异主要体现在无氮添加单
基因型（Ｎ０Ｇ１）组显著高于低氮添加四基因型组合（ＮＬＧ４）组（表 ４，图 ２）。
表 ４　 羊草基因型数目、氮添加及其交互作用对根际土壤微生物群落的影响
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｎｕｍｂｅｒ， ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
变量
Ｖａｒｉａｂｌｅｓ
基因型数目
Ｇｅｎｏｔｙｐｅ ｎｕｍｂｅｒ （Ｇ）
氮添加
Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ （Ｎ）
基因型数目×氮添加
Ｇ ×Ｎ
Ｆ（２，４７） Ｐ Ｆ（２，４７） Ｐ Ｆ（４，４７） Ｐ
ＰＬＦＡ生物标记总量
ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ｃｏｎｔｅｎｔ （ｎｍｏｌ ／ ｇ ＤＷ） ０．３７９ ０．６８７ ０．１７７ ０．８３８ １．１８６ ０．３３１
细菌 ＰＬＦＡ生物标记
Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ （ｎｍｏｌ ／ ｇ ＤＷ） ０．４４７ ０．６４３ ３．５１８ ０．０３９ ２．６０６ ０．０４９
真菌 ＰＬＦＡ生物标记
Ｆｕｎｇａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ （ｎｍｏｌ ／ ｇ ＤＷ） １．６５ ０．２０４ １．２１５ ０．３０７ ０．７７７ ０．５４６
真菌 ／细菌比
Ｆｕｎｇａｌ ｔｏ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ １．１７８ ０．３１９ ２．６５８ ０．０８３ ５．２３８ ０．００２
Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ指数
Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ １．１５７ ０．３２４ ３．７５９ ０．０３２ １．４７７ ０．２２６
Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度
Ｓｉｍｐｓｏｎ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ １．１８８ ０．３１５ ４．３５３ ０．０１９ １．０９６ ０．３７１
　 　 Ｐ＜０．０５表示差异显著
２．３　 根系微生物群落相似性研究
将土壤微生物 ＰＬＦＡ生物标记按 １或 ０统计（表 ２）后进行 Ｊａｃｃａｒｄ′ｓ相似性系数计算（数据略），并基于相
８２９３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 １　 不同处理条件下细菌 ＰＬＦＡ生物标记含量及真菌 ／细菌比
Ｆｉｇ．１　 Ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ａｎｄ ｆｕｎｇａｌ ｔｏ ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｒａｔｉｏ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
Ｎ０、ＮＬ和 ＮＨ分别表示无氮添加、低氮添加和高氮添加，Ｇ４、Ｇ２和 Ｇ１分别表示四基因型组合、两基因型组合和单基因型；相同字母表示处
理间差异不显著（Ｐ ＞ ０．０５），其中，英文字母表示相同基因型数目，氮添加处理的影响；而希腊字母表示相同氮添加条件下，基因型数目的
影响
图 ２　 不同处理条件下土壤微生物群落 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数和 Ｓｉｍｐｓｏｎ优势度指数
Ｆｉｇ．２　 Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｅｉｎｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ Ｓｉｍｐｓｏｎ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
相同字母表示处理间差异不显著（Ｐ ＞ ０．０５）
似性系数矩阵得到 ＵＰＧＭＡ聚类图。 聚类结果可以看出，有两个明显的组群与处理有关：第 １ 组群以高氮添
加（ＮＨ）为主，而第 ２ 个组群以单基因型（Ｇ１）种群为主，这一结果表明高氮添加（或物种基因型减少）会使地
下部分微生物群落组成更相似。
３　 讨论
植物多样性（种间和种内）与氮添加的交互作用是否影响土壤微生物群落组成和结构的研究刚刚起步，
Ｃｈｕｎｇ等［１７］对美国明尼苏达中东部天然草原以及 Ｓｔｒｅｃｋｅｒ等［１８］对德国萨勒河附近一半天然草地的研究均未
检测到植物多样性与氮添加交互作用对土壤微生物群落的组成和结构具有显著影响，但 Ｃｈｕｎｇ等研究发现植
物物种多样性和氮添加的交互作用对土壤凋落物分解过程中的两个重要酶（β⁃葡萄糖苷酶和过氧化物酶）影
响显著，并分析这可能是通过凋落物生化性质的改变而发生的。 本文以中国北方草原重要建群种羊草为研究
９２９３　 １３期 　 　 　 辛晓静　 等：羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 ３　 不同处理的微生物群落 ＰＬＦＡ生物标记聚类分析
Ｆｉｇ．３　 Ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ＰＬＦＡ ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
对象，首次研究了植物种内基因型数目与氮添加的交互作用对土壤微生物群落组成和结构的及 ＰＬＦＡ生物标
记数量特征的影响，未检测到羊草基因型数目与氮添加交互作用对土壤微生物总 ＰＬＦＡ生物标记含量的显著
影响，这与前面提及的研究结果相似。 但双因素分析发现两者的交互作用对细菌 ＰＬＦＡ 生物标记含量及真
菌 ／细菌比具有显著影响（表 ４），即羊草基因型数目和氮添加交互作用对土壤微生物的组成和结构均具有显
著影响。 这一结果与本研究为人工控制条件，所受干扰因素较少有关，也充分说明了羊草的多基因型效应受
环境因素的影响显著［２１］。 进一步简单效应的分析结果显示，在无氮添加处理下，基因型数目对微生物含量及
真菌 ／细菌比影响显著，而氮添加将限制这种影响（表 ４）；聚类分析结果中组群 １ 以高氮添加处理组为主（图
２），这些结果表明氮添加使得不同基因型数目羊草种群下土壤微生物群落的组成和结构更趋同，支持 Ｗｅｉ 等
提出的在草原生态系统中，氮富集将弱化植物⁃微生物相互关系的观点，这可能与氮添加使得土壤微生物生长
从资源限制转换为土壤酸性限制，减弱了植物碳对土壤微生物的限制，因而减弱了植物对土壤微生物的影响
有关［３１］。 聚类分析结果中组群 ２以无氮和低氮添加下的单基因型羊草为主（图 ２），说明羊草种群基因型数
０３９３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
目的减少也会使得地下土壤微生物群落的组成更趋同，但这种影响弱于高氮添加。
关于同种植物基因型数目与土壤微生物群落的组成和结构关系的研究刚刚起步，基于已有的物种多样性
与土壤微生物群落的组成及结构的研究［３２⁃３４］，对两者间的关系作了以下推测：（１）随着基因型数目的增加，植
物输入土壤的次生代谢物发生改变，从而引起土壤氮的可利用性发生变化，使得土壤微生物群落组成呈显著
的单峰曲线，这种关系在 Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ等对杨属（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｓｐｐ．）植物研究时已经被证实［１３］。 （２）由于基因型多样
性对种群生物量具有显著的正效应，因此随着基因型数目的增加种群生物量增加，相应的微生物量，特别是真
菌含量增加。 （３）植物生物量增加导致微生物量增加，进而使得植物与微生物间对土壤资源的竞争加剧而使
得结果不确定。 在本研究中，羊草基因型数目对所观测的微生物群落含量组成和结构各变量均无显著影响，
这可能与氮添加的主效应有关（表 ４）；表 ３ 和图 １ 结果显示，在无氮添加组，随着基因型数目的增加，细菌
ＰＬＦＡ生物标记的数量增加而真菌 ＰＬＦＡ生物标记的数量减少，真菌 ／细菌比下降。 总体上来看，植物基因型
数目与微生物群落间的关系表现为不确定，支持推测（３）。
在全球变化的大背景下，大气氮沉降对中国北方典型草原的影响已经被很多研究证实，氮添加能减少群
落多年生禾草的数量、降低同种密度或基因型多样性［１９，３５］。 羊草作为中国北方典型草原区最重要的建群种，
在维持群落生态系统功能方面具有重要作用。 本研究结果表明群落建群种羊草基因型数目降低及高氮添加
会使得土壤微生物群落更趋同，基因型数目与氮添加的交互作用对土壤微生物群落组成及结构具有显著影
响，这一研究结果不仅为全面理解植物多样性与微生物群落结构和功能的关系提供数据补充，而且为氮沉降
与基因型数目的交互作用如何影响土壤微生物群落的研究提供数据支持，对全球变化下生态系统进程的合理
预测具有重要意义。
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［ １ ］　 Ｇａｌｌｏｗａｙ Ｊ Ｎ， Ｄｅｎｔｅｎｅｒ Ｆ Ｊ， Ｃａｐｏｎｅ Ｄ Ｇ， Ｂｏｙｅｒ Ｅ Ｗ， Ｈｏｗａｒｔｈ Ｒ Ｗ， Ｓｅｉｔｚｉｎｇｅｒ Ｓ Ｐ， Ａｓｎｅｒ Ｇ Ｐ， Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ Ｃ Ｃ， Ｇｒｅｅｎ Ｐ Ａ， Ｈｏｌｌａｎｄ Ｅ Ａ， Ｋａｒｌ
Ｄ Ｍ， Ｍｉｃｈａｅｌｓ Ａ Ｆ， Ｐｏｒｔｅｒ Ｊ Ｈ， Ｔｏｗｎｓｅｎｄ Ａ Ｒ， Ｖｏｓｍａｒｔｙ Ｃ Ｊ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｙｃｌｅｓ： ｐａｓｔ， ｐｒｅｓｅｎｔ， ａｎｄ ｆｕｔｕｒｅ． Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００４， ７０（２）：
１５３⁃２２６．
［ ２ ］ 　 Ｚｈａｎｇ Ｎ Ｌ， Ｗａｎ Ｓ Ｑ， Ｌｉ Ｌ Ｈ， Ｂｉ Ｊ， Ｚｈａｏ Ｍ Ｍ， Ｍａ Ｋ Ｐ． Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｕｒｅａ Ｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｉｎ ａ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ｓｔｅｐｐｅ
ｉｎ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２００８， ３１１（１ ／ ２）： １９⁃２８．
［ ３ ］ 　 Ｚａｖａｌｅｔａ Ｅ Ｓ， Ｓｈａｗ Ｍ Ｒ， Ｃｈｉａｒｉｅｌｌｏ Ｎ Ｒ， Ｍｏｏｎｅｙ Ｈ Ａ， Ｆｉｅｌｄ Ｃ Ｂ． Ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅｓ， ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ａｎｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｏｎ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ， ２００３， １００（１３）： ７６５０⁃７６５４．
［ ４ ］ 　 Ｓｃｈｍｉｄｔ Ｓ Ｋ， Ｌｉｐｓｏｎ Ｄ Ａ， Ｌｅｙ Ｒ Ｅ， Ｆｉｓｋ Ｍ Ｃ， Ｗｅｓｔ Ａ Ｅ． Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｃｈｒｏｎｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎｓ ｖａｒｙ ｓｅａｓｏｎａｌｌｙ ａｎｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ
ｉｎ ｔｕｎｄｒａ ｓｏｉｌｓ． Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００４， ６９（１）： １⁃１７．
［ ５ ］ 　 Ｏｒｗｉｎ Ｋ Ｈ， Ｗａｒｄｌｅ Ｄ Ａ， Ｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄ Ｌ Ｇ． Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ． Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２００６，
８７（３）： ５８０⁃５９３．
［ ６ ］ 　 Ｂｅｒｇ Ｇ， Ｓｍａｌｌａ Ｋ． Ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｔｙｐｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ ｓｈａｐｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ． ＦＥＭＳ
Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２００９， ６８（１）： １⁃１３．
［ ７ ］ 　 Ａｎｇｅｒｓ Ｄ Ａ， Ｃａｒｏｎ Ｊ． Ｐｌａｎｔ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ： ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋｓ． Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １９９８， ４２（１ ／ ２）： ５５⁃７２．
［ ８ ］ 　 Ｈｏｏｐｅｒ Ｄ Ｕ， Ｂｉｇｎｅｌｌ Ｄ Ｅ， Ｂｒｏｗｎ Ｖ Ｋ， Ｂｒｕｓｓａａｒｄ Ｌ， Ｄａｎｇｅｒｆｉｅｌｄ Ｊ Ｍ， Ｗａｌｌ Ｄ Ｈ， Ｗａｒｄｌｅ Ｄ Ａ， Ｃｏｌｅｍａｎ Ｄ Ｃ， Ｇｉｌｌｅｒ Ｋ Ｅ， Ｌａｖｅｌｌｅ Ｐ， Ｖａｎｄｅｒ
Ｐｕｔｔｅｎ Ｗ Ｈ， Ｄｅ Ｒｕｉｔｅｒ Ｐ Ｃ， Ｒｕｓｅｋ Ｊ， Ｓｉｌｖｅｒ Ｗ Ｌ， Ｔｉｅｄｊｅ Ｊ Ｍ， Ｗｏｌｔｅｒｓ Ｖ． Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｂｅｌｏｗｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ
ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ： ｐａｔｔｅｒｎｓ， ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋｓ． Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， ２０００， ５０（１２）： １０４９⁃１０６１．
［ ９ ］ 　 Ｃｒｕｔｓｉｎｇｅｒ Ｇ Ｍ， Ｃｏｌｌｉｎｓ Ｍ Ｄ， Ｆｏｒｄｙｃｅ Ｊ Ａ， Ｇｏｍｐｅｒｔ Ｚ， Ｎｉｃｅ Ｃ Ｃ， Ｓａｎｄｅｒｓ Ｎ Ｊ． Ｐｌａｎｔ ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｐｒｅｄｉｃｔｓ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｓ
ａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００６， ３１３（５７８９）： ９６６⁃９６８．
［１０］ 　 Ｂａｉｌｅｙ Ｊ Ｋ， Ｄｅｃｋｅｒｔ Ｒ， Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ Ｊ Ａ， Ｒｅｈｉｌｌ Ｂ Ｊ， Ｌｉｎｄｒｏｔｈ Ｒ Ｌ， Ｇｅｈｒｉｎｇ Ｃ， Ｗｈｉｔｈａｍ Ｔ Ｇ． Ｈｏｓｔ ｐｌａｎｔ ｇｅｎｅｔｉｃｓ ａｆｆｅｃｔ ｈｉｄｄｅｎ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｌａｙｅｒｓ：
ｌｉｎｋｓ ａｍｏｎｇ Ｐｏｐｕｌｕｓ， ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ ｔａｎｎｉｎｓ， ａｎｄ ｆｕｎｇａｌ ｅｎｄｏｐｈｙｔｅ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ． Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙ， ２００５， ８３（４）： ３５６⁃３６１．
［１１］ 　 Ｗａｎｇ Ｘ Ｙ， Ｍｉａｏ Ｙ， Ｙｕ Ｓ， Ｃｈｅｎ Ｘ Ｙ， Ｓｃｈｍｉｄ Ｂ． Ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ａｎ ｉｎｖａｓｉｖｅ ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｐｒｏｍｏｔｅｓ ｌｉｔｔｅｒ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ． Ｏｅｃｏｌｏｇｉａ， ２０１４， １７４（３）： ９９３⁃１００５．
［１２］ 　 Ｗｅｉｎｅｒｔ Ｎ， Ｍｅｉｎｃｋｅ Ｒ， Ｇｏｔｔｗａｌｄ Ｃ， Ｈｅｕｅｒ Ｈ， Ｓｃｈｌｏｔｅｒ Ｍ， Ｂｅｒｇ Ｇ， Ｓｍａｌｌａ Ｋ． Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ｔｕｂｅｒｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｔｈｅ
ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｇｅｎｏｔｙｐｅ． ＦＥＭＳ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２０１０， ７４（１）： １１４⁃１２３．
１３９３　 １３期 　 　 　 辛晓静　 等：羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响 　
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
［１３］　 Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒ Ｊ Ａ， Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｄ Ｇ， Ｒｅｈｉｌｌ Ｂ Ｊ， Ｗｏｏｌｅｙ Ｓ Ｃ， Ｗｏｏｌｂｒｉｇｈｔ Ｓ Ａ， Ｌｉｎｄｒｏｔｈ Ｒ Ｌ， Ｗｈｉｔｈａｍ Ｔ Ｇ， Ｚａｋ Ｄ Ｒ， Ｈａｒｔ Ｓ Ｃ． Ｆｏｒｅｓｔ ｇｅｎｅ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｓ
ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ． Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２０１１， ５３（１）： ３５⁃４６．
［１４］ 　 Ｂｕｔｃｈａｒｔ Ｓ Ｈ Ｍ， Ｗａｌｐｏｌｅ Ｍ， Ｃｏｌｌｅｎ Ｂ， Ｓｔｒｉｅｎ Ａ Ｖ， Ｓｃｈａｒｌｅｍａｎｎ Ｊ Ｐ Ｗ， Ａｌｍｏｎｄ Ｒ Ｅ Ａ， Ｂａｉｌｌｉｅ Ｊ Ｅ Ｍ， Ｂｏｍｈａｒｄ Ｂ， Ｂｒｏｗｎ Ｃ， Ｂｒｕｎｏ Ｊ． Ｇｌｏｂａｌ
ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ： ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｃｌｉｎｅｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１０， ３２８（５９８２）： １１６４⁃１１６８．
［１５］ 　 Ｇａｌｌｏｗａｙ Ｊ Ｎ， Ｔｏｗｎｓｅｎｄ Ａ Ｒ， Ｅｒｉｓｍａｎ Ｊ Ｗ， Ｂｅｋｕｎｄａ Ｍ， Ｃａｉ Ｚ， Ｆｒｅｎｅｙ Ｊ Ｒ， Ｍａｒｔｉｎｅｌｌｉ Ｌ Ａ， Ｓｅｉｔｚｉｎｇｅｒ Ｓ Ｐ， Ｓｕｔｔｏｎ Ｍ Ａ． Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｙｃｌｅ： ｒｅｃｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ， ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００８， ３２０（５８７８）： ８８９⁃８９２．
［１６］ 　 Ｒｅｉｃｈ Ｐ Ｂ， Ｋｎｏｐｓ Ｊ， Ｔｉｌｍａｎ Ｄ， Ｃｒａｉｎｅ Ｊ， Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ Ｄ， Ｔｊｏｅｌｋｅｒ Ｍ， Ｌｅｅ Ｔ， Ｗｅｄｉｎ Ｄ， Ｎａｅｅｍ Ｓ， Ｂａｈａｕｄｄｉｎ Ｄ， Ｈｅｎｄｒｅｙ Ｇ， Ｊｏｓｅ Ｓ，Ｗｒａｇｅ Ｋ，
Ｇｏｔｈ Ｊ， Ｂｅｎｇｓｔｏｎ Ｗ． Ｐｌａｎｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｅｎｈａｎｃｅｓ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２ ａｎｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ． Ｎａｔｕｒｅ， ２００１， ４１０（６８３０）： ８０９⁃８１２．
［１７］ 　 Ｃｈｕｎｇ Ｈ， Ｚａｋ Ｄ Ｒ， Ｒｅｉｃｈ Ｐ Ｂ， Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ Ｄ Ｓ． Ｐｌａｎｔ ｓｐｅｃｉｅｓ ｒｉｃｈｎｅｓｓ， ｅｌｅｖａｔｅｄ ＣＯ２， ａｎｄ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｌｔｅｒ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２００７， １３（５）： ９８０⁃９８９．
［１８］ 　 Ｓｔｒｅｃｋｅｒ Ｔ， Ｂａｒｎａｒｄ Ｒ Ｌ， Ｎｉｋｌａｕｓ Ｐ Ａ， Ｓｃｈｅｒｅｒ⁃Ｌｏｒｅｎｚｅｎ Ｍ， Ｗｅｉｇｅｌｔ Ａ， Ｓｃｈｅｕ Ｓ， Ｅｉｓｅｎｈａｕｅｒ Ｎ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ， ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ， ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｇｒａｓｓｌａｎｄ． ＰＬｏＳ Ｏｎｅ， ２０１５， １０（５）： ｅ０１２５６７８．
［１９］ 　 Ｂａｉ Ｙ Ｆ， Ｗｕ Ｊ Ｇ， Ｃｌａｒｋ Ｃ Ｍ， Ｎａｅｅｍ Ｓ， Ｐａｎ Ｑ Ｍ， Ｈｕａｎｇ Ｊ Ｈ， Ｚｈａｎｇ Ｌ Ｘ， Ｈａｎ Ｘ Ｇ． Ｔｒａｄｅｏｆｆｓ ａｎｄ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ
ｏｎ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ： ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｒｏｍ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１０， １６（１）： ３５８⁃３７２．
［２０］ 　 李军鹏． 羊草种群内基因型多样性对不同水热条件的响应研究［Ｄ］． 天津： 南开大学， ２０１２： １⁃３６．
［２１］ 　 申俊芳，任慧琴，辛晓静，徐冰，高玉葆，赵念席． 羊草基因型多样性能增强种群对干扰的响应． 生态学报， ２０１５， ３５（２３）： ｄｏｉ： １０．５８４６ ／
ｓｔｘｂ２０１４０５１３０９７９．
［２２］ 　 王丹． 内蒙古中东部草原羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）种内变异与分化研究［Ｄ］． 天津： 南开大学， ２００４： ３９⁃４１．
［２３］ 　 齐玉春， 彭琴， 董云社， 肖胜生， 孙良杰， 刘欣超， 何亚婷， 贾军强， 曹丛丛． 温带典型草原土壤总有机碳及溶解性有机碳对模拟氮沉降
的响应． 环境科学， ２０１４， ３５（８）： ３０７３⁃３０８２．
［２４］ 　 张菊， 康荣华， 赵斌， 黄永梅， 叶芝祥， 段雷． 内蒙古温带草原氮沉降的观测研究． 环境科学， ２０１３， ３４（９）： ３５５２⁃３５５６．
［２５］ 　 Ｚｅｌｌｅｓ Ｌ． Ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄｓ ａｎｄ ｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ｉｎ ｓｏｉｌ： ａ ｒｅｖｉｅｗ． Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ
Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｉｌｓ， １９９９， ２９（２）： １１１⁃１２９．
［２６］ 　 任慧琴， 赵念席， 陈磊， 高玉葆． 土壤微生物群落结构分析中磷脂脂肪酸法和温和碱性甲酯化法的比较及定量优化． 环境化学， ２０１４， ３３
（５）： ７６０⁃７６４．
［２７］ 　 白震， 何红波， 张威， 解宏图， 张旭东， 王鸽． 磷脂脂肪酸技术及其在土壤微生物研究中的应用． 生态学报， ２００６， ２６（７）： ２３８７⁃２３９４．
［２８］ 　 Ｌｕｃａｓ⁃Ｂｏｒｊａ Ｍ Ｅ， Ｃａｎｄｅｌ Ｄ， Ｊｉｎｄｏ Ｋ， Ｍｏｒｅｎｏ Ｊ Ｌ， Ａｎｄｒéｓ Ｍ， Ｂａｓｔｉｄａ Ｆ． Ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｍｏｎｏｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｎｄ
ｍｉｘｅｄ ｆｏｒｅｓｔ ｓｔａｎｄｓ， ｕｎｄｅｒ Ｍｅｄｉｔｅｒｒａｎｅａｎ ｈｕｍｉｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２０１２， ３５４（１ ／ ２）： ３５９⁃３７０．
［２９］ 　 Ｇｅ Ｆ． Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｃｏｌｏｇｙ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｈｏｕｓｅ， ２００２： ２５２⁃２５４．
［３０］ 　 Ｓｕｎ Ｈ Ｘ， Ｌｉｕ Ｘ Ｌ． Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｔｅａ ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ． Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ， ２００４， ２４（７）： １３５３⁃１３５７．
［３１］ 　 Ｗｅｉ Ｃ Ｚ， Ｙｕ Ｑ， Ｂａｉ Ｅ， Ｌｕ Ｘ Ｔ， Ｌｉ Ｑ， Ｘｉａ Ｊ Ｙ， Ｋａｒｄｏｌ Ｐ， Ｌｉａｎｇ Ｗ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｚ Ｗ， Ｈａｎ Ｘ Ｇ． Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｅａｋｅｎｓ ｐｌａｎｔ⁃ｍｉｃｒｏｂｅ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１３， １９（１２）： ３６８８⁃３６９７．
［３２］ 　 Ｃｈａｓｅ Ｊ Ｍ， Ｌｅｉｂｏｌｄ Ｍ Ａ． Ｓｐａｔｉａｌ ｓｃａｌｅ ｄｉｃｔａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ⁃ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ． Ｎａｔｕｒｅ， ２００２， ４１６（６８７９）： ４２７⁃４３０．
［３３］ 　 Ｋａｙｅ Ｊ Ｐ， Ｈａｒｔ Ｓ Ｃ． Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ． Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｅｃｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ， １９９７， １２（９７）： １３９⁃１４２．
［３４］ 　 Ｅｉｓｅｎｈａｕｅｒ Ｎ， Ｂｅｓｓｌｅｒ Ｈ， Ｅｎｇｅｌｓ Ｃ， Ｇｌｅｉｘｎｅｒ Ｇ， Ｈａｂｅｋｏｓｔ Ｍ， Ｍｉｌｃｕ Ａ， Ｐａｒｔｓｃｈ Ｓ， Ｓａｂａｉｓ Ａ Ｃ Ｗ， Ｓｃｈｅｒｂｅｒ Ｃ， Ｓｔｅｉｎｂｅｉｓｓ Ｓ， Ｗｅｉｇｅｌｔ Ａ， Ｗｅｉｓｓｅｒ
Ｗ Ｗ， Ｓｃｈｅｕ Ｓ． Ｐｌａｎｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｈｅ ｓｉｎｇｕｌａｒ ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ． Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２０１０， ９１（２）： ４８５⁃４９６．
［３５］ 　 Ｐａｎ Ｑ Ｍ， Ｂａｉ Ｙ Ｆ， Ｈａｎ Ｘ Ｇ， Ｙａｎｇ Ｊ Ｃ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ａ Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｅｐｐｅ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ． Ａｃｔａ
Ｐｈｙｔｏｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ， ２００５， ２９（２）： ３１１⁃３１７．
２３９３ 　 生　 态　 学　 报　 　 　 ３６卷