森林类型主导土壤真菌群落构建：华丽琴鸟停止生态系统工程驱动的短期效应微弱

《Fungal Ecology》：Soil fungal communities differ among forest types but show limited response to cessation of ecosystem engineering by the superb Lyrebird ( Menura novaehollandiae)

本研究针对动物生态系统工程师如何影响土壤真菌群落这一生态学热点问题，以澳大利亚东南部森林中的华丽琴鸟（Menura novaehollandiae）为研究对象，通过设置围栏排除、模拟翻耙和自然干扰三种处理，结合ITS扩增子测序技术，探究了森林类型与琴鸟觅食活动对土壤真菌群落组成、多样性和功能群的影响。结果表明，真菌群落结构主要受森林类型驱动，而琴鸟活动在两年实验期内未引起显著变化，暗示长期演化适应或响应滞后性。该研究发表于《Fungal Ecology》，为理解动物-微生物互作的时间尺度依赖性提供了重要案例。

　　

在湿润的桉树林中，华丽琴鸟以其强壮的爪子和腿部翻动落叶和土壤，寻找昆虫等无脊椎动物为食。这种觅食行为规模惊人——每公顷每年可扰动约150吨的枯落物和土壤，显著改变地表微环境、加速分解过程，并可能影响土壤微生物群落。然而，作为“生态系统工程师”的琴鸟，其活动是否以及如何塑造土壤真菌的多样性与功能，仍是一个未被充分揭示的生态学问题。真菌作为分解者、共生体和病原体，在森林养分循环、植物健康及生态系统稳定性中扮演着核心角色。理解动物驱动的地表扰动对真菌群落的影响，对于预测和管理森林生态系统功能至关重要。

为探究这一问题，研究人员在澳大利亚维多利亚州中部高地的三种常见森林类型（湿润森林、潮湿森林和凉爽温带雨林）中开展了为期两年的野外控制实验。每个研究地点设置三种处理：围栏控制（排除琴鸟）、围栏内模拟翻耙（仅保留物理扰动效应）以及开放对照（琴鸟可自然访问）。通过采集实验开始（2015年10月）和结束（2017年10月）时的土壤样本，提取DNA后利用ITS1F/ITS4引物进行扩增子测序，并对产生的序列进行去噪、聚类为零半径操作分类单元（zOTUs），进而分析群落组成、丰富度、香农多样性以及基于FungalTraits数据库的功能群比例。统计分析采用PERMANOVA检验群落差异，线性混合模型检验多样性与处理、时间、森林类型的关系，并使用Beta回归模型分析功能群比例的变化。

3.1 群落组成

真菌群落组成在不同森林类型间差异显著，而琴鸟处理的排除或模拟在两年内未引起群落结构的显著变化。土壤铵态氮、全氮、磷和钾等养分对群落组成有一定影响，但解释力远低于森林类型。

3.2 丰富度和多样性

土壤真菌丰富度在实验期内整体增加约13%，但这一增加趋势在所有处理中一致，未出现处理间差异。雨林土壤的真菌丰富度显著低于湿润森林和潮湿森林。香农多样性指数在实验期内略有上升（约5%），且表现出森林类型与时间的弱交互作用，但处理间仍无显著差异。

3.3 功能群

真菌功能群的分布主要受森林类型影响：雨林中土壤腐生菌和木材腐生菌的比例较高，而外生菌根真菌、凋落物腐生菌和未分类腐生菌的比例较低。琴鸟处理的排除或访问未对任何功能群的比例产生显著影响。

本研究表明，尽管华丽琴鸟作为生态系统工程师具有大规模的土壤扰动能力，但其活动的停止在短期内（两年）并未检测到对土壤真菌群落组成、多样性或功能群的显著影响。这种“无效应”很可能源于真菌群落对千年尺度上琴鸟造成的斑块化扰动的适应遗产，以及群落响应环境变化的滞后性。相比之下，森林类型作为植被和微环境差异的集中体现，是驱动真菌群落分异的决定性因素。该研究强调了长期实验的重要性，以揭示动物驱动的土壤周转对真菌群落构建的潜在影响，并为以森林类型为单元的真菌多样性保护策略提供了科学依据。研究成果凸显了在高度动态的生态系统中，生物互作效应的检测需考虑历史演化背景与时间尺度的匹配性。