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土壤微生物在土壤的形成与发育、生态系统平衡与生物修复等方面均起着重要作用。合理的微生物遗传多样性及群落结构分布是维持土壤生产力的重要因素。微生物对土壤状况变化灵敏,是评价土壤肥力变化的重要指示因子。杉木人工林生产力差异大,这与土壤肥力状况关系密切,需要一种灵敏、准确的反映土壤肥力状况的生物监测指标。本论文以杉木人工林第一代幼林(FYC)、连栽第二代幼林(SYC)和轮栽马尾松后的第二代幼林(TYC)以及第一代人工林不同发育阶段的幼林(FYC)、中龄林(FMC)和成熟林(FRC)土壤微生物为研究对象,采用高通量测序技术,研究土壤微生物遗传多样性和群落结构及其与环境因素的关系,构建杉木人工林土壤肥力生物监测指标,为杉木人工林土壤健康监测提供理论依据。研究结果如下:(1)杉木人工林土壤理化、酶活性及林下植被状况。①轮栽杉木人工林土壤理化性质和酶活性得到了恢复,TYC中的速效N、过氧化氢酶活性、纤维素酶活性上升最快,分别升高了 36.68 mg/kg,0.81 mg/g,20.83μg/g;而林下植被多样性出现了下降,shannon指数下降了 0.1。连栽杉木人工林土壤理化性质、酶活性和林下植被多样性出现了下降,与FYC相比SYC的速效N、过氧化氢酶活性、纤维素酶活性、林下植被shannon指数分别降低42.46 mg/kg,1.23 mg/g,43.6 μg/g,0.09。②经过杉木的生长发育,成熟林的土壤理化性质、酶活性和林下植被都得到了提高。杉木人工林不同发育阶段的土壤及林下植被各项指标随林龄增加先降低后升高,其中FRC的有机质、脲酶、纤维素酶活性比FMC分别增加了 26.86g/kg、2.35mg/g、32.34 μg/g。(2)杉木人工林土壤真菌多样性及群落结构。①轮栽杉木人工林的土壤真菌多样性和OTU数目出现了降低,TYC比SYC的shannon指数降低0.05,OTU数目降低283。连载杉木人工林的土壤真菌多样性和OTU数目出现了降低,与FYC相比SYC的shannon指数下降了 0.16,OTU数目降低201。TYC与FYC、SYC 土壤主要的差异真菌为散囊菌纲(Eurotiomycetes)和圆盘菌纲(Pezizomycetesycetes),SYC与TYC、FYC 土壤主要的差异真菌为球囊霉科(Glomaceae)。②真菌遗传多样性随杉木林龄的增加呈现高低高的状况。FMC遗传多样性最低,simpson指数为0.0249。随着杉木林龄的增加,真菌OTU逐渐降低,FYC为1035、FMC为749、FRC为542。随着杉木林龄的增加相对丰度先降低后升高的真菌为球囊菌门(Glomeromycota)。③杉木人工林土壤的优势菌属为球腔菌属(Mycosphaerella)、湿伞属(Hygrocybe)、Magnusiomyces、酵母属(Lipomyces)。④杉木人工林特征性差异真菌为散囊菌纲、球囊霉科、伞菌纲(Agaricomycetes)和盘菌纲。(3)杉木人工林土壤细菌多样性及群落结构。①轮栽杉木人工林土壤细菌多样性和OTU数目出现了升高,TYC比SYC的shannon指数增加0.33,OTU数目增加1179。连载杉木人工林的土壤细菌多样性和OTU数目出现了降低,SYC比FYC的shannon指数降低0.32,OUT降低769。TYC与FYC、SYC杉木土壤主要的差异细菌为拟杆菌门(Bacteroidetes)、伯克氏菌目(Burkholderiales)、亚硝化单胞菌目(Nitrosomonadales)、酸热菌科(Acidothermaceae)和小单孢菌科(Micromonosporaceae),SYC与TYC、FYC 土壤主要的差异细菌为浮霉菌门(Planctomycetes)、假单胞菌目(Pseudomonadales)。②随着林龄的增加细菌多样性和OTU数目都逐渐降低,FRC比FMC的shannon指数降低0.38,OTU数目降低1653。不同发育阶段相对丰度较大差异的细菌有伯克氏菌目、黄色单胞菌目(Xanthomonadales)、纤线杆菌纲(Ktedonobacteria)、亚硝化单胞菌目、厌氧绳菌纲(Anaerolineae)、全噬菌纲(Holophagae)。③杉木人工林的优势细菌为:热酸菌属(Acidothermus),慢生根瘤菌(Bradyrhizobium),乳酸球菌属(Lactococcus),浮霉菌属(Planctomyces),堆囊菌属(Sorangium),Bryobacter。④杉木人工林特征性差异细菌为伯克氏菌目、酸热菌科、酸杆菌纲(Acidobacteria)、亚硝化单胞菌目、黄色单胞菌目及根瘤菌目(Rhizobiales)。(4)杉木人工林土壤生物监测。①利用Spearman相关性分析及冗余分析土壤微生物多样性和特征群落与14个环境因子的相关性,发现与微生物多样性及特征群落相关性显著的环境因子主要有林下植被、土壤全N、pH、蔗糖酶活性。②构建了杉木人工林土壤生物监测指标,指标因子分别为散囊菌纲,球囊霉科,伞菌纲,盘菌纲,伯克氏菌目,酸热菌科,亚硝化单胞菌目,酸杆菌纲,黄色单胞菌目,根瘤菌目,pH,有机质,全氮,速效氮,速效钾,速效磷,含水量,林下植被Shannon指数,Simpson指数,Pielou指数,土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、纤维素酶。根据土壤生物监测指标,评价了杉木人工林第一代幼林(FYC)、连栽第二代幼林(SYC)和轮栽马尾松后的第二代幼林(TYC)以及第一代人工林不同发育阶段(FYC、FMC、FRC)土壤肥力状况,土壤肥力排名分别为FYC>TYC>FMC>FRC>SYC。