高格斯台罕乌拉自然保护区不同阔叶林中大型真菌多样性

白 慧，姜海燕，丛 林，史东明，林任杰，狄佳麟

（1.内蒙古农业大学 林学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.内蒙古自治区农牧业科学院 蔬菜花卉研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

生物多样性被用来描述自然界多样性的程度，是一个内容十分广泛的概念[1]。生物多样性具有丰富的层次和内容[2]，其中物种多样性是人类可持续发展所依赖的最重要的可再生自然资源宝库，是生物多样性最重要的结构和功能单位，是不可或缺的部分[3]。物种多样性是指动物、植物和微生物种类的丰富度。物种多样性不仅可以反映植被类型或生境中物种的丰富度、变化程度或均匀度，也可反映不同自然条件(生态系统的结构类型、稳定程度、生境差异等)与植被类型的关系[4]，比较系统而清晰地显示生物群落的结构，同时也可以反映生物群落和生态环境之间的关系[5]，是衡量一定区域内生物资源丰富程度的客观指标[6]。研究不同植被类型下大型真菌物种分布情况，揭示大型真菌分布规律，不仅对探明研究区大型真菌种类资源，反映其发生变化的规律，比较不同植被类型下大型真菌物种多样性有着重要作用，同时可为大型真菌资源利用提供基础资料。

高格斯台罕乌拉自然保护区的生态环境丰富，极适宜大型野生真菌的生长和繁衍，是野生菌菇类的天然基因库，但保护区尚未开展全面的大型真菌调查，仅在2005年巴图等[7]对保护区调查并发现大型真菌44科99属160种。本研究对保护区进行了详细调查，了解大型真菌资源、物种多样性以及子实体发生的生态特征，完善该地阔叶林内物种资源，以期为高格斯台罕乌拉自然保护区积累必要的生物多样性基础资料。

1 材料与方法

1.1 样地设置

高格斯台罕乌拉自然保护区位于内蒙古赤峰市，阿鲁科尔沁旗北部，该地区年均气温为3.8 ℃，年均降水量为437.3 mm，四季分明，生态环境良好，物种资源多样，保留了较为原始的景观和丰裕的生物资源。植被类型复杂，主要的植被类型有落叶阔叶林、常绿阔叶灌丛、落叶阔叶灌丛、半灌木丛、草原、草甸和沼泽等。根据植被分类系统和各级分类单位的划分标准[8]，该保护区植被划分为5个类型，其中，阔叶林可划分为1个植被型6个植被亚型7个群系组10个群系。根据保护区内大型真菌的分布及生长情况，于2019和2020年的8—9月选取5种具代表性的类型：类型Ⅰ林内主要为白桦Betula platyphylla；类型Ⅱ林内主要为蒙古栎Quercus mongolica；类型Ⅲ林内主要为白桦和蒙椴Tilia mongolica；类型Ⅳ林内主要为白桦、蒙古栎、山杨Populus davidiana、黑桦B.dahurica等；类型Ⅴ林内主要为山杨、蒙古栎、黑桦。设5个样地，每个样地按照水平和垂直方向划设3～5个20 m×20 m的样方，并测定大型真菌组成和记录采集标本的数量，在每个样方的四角及中间设置5个5 m×5 m的灌木样方和5个1 m×1 m的草本样方，记录植物种类及数量[9]。5种阔叶林样地立地条件见表1。

表1 5 种阔叶林立地条件情况Table 1 Site conditions of 5 broad-leaved forests

1.2 标本采集

在样方内采集并记录种群类型及其发生的大型真菌种类。在采集过程中对大型真菌进行编号，用索尼黑卡相机对其子实体进行全方位拍照，包括生境、菌盖、菌褶、菌柄、菌环及菌托等，并记录其特征；随身携带位置记录仪，记录采集标本点的经纬度和海拔。将标本用牛皮纸袋封装好，带回烘干，保存在内蒙古农业大学林学院森林病理标本室。

1.3 标本鉴定

形态学鉴定：采用传统形态学对标本鉴定，做徒手切片，将材料置于质量分数为5%的氢氧化钾或蒸馏水中在光学显微镜或者电子显微镜下观察(孢子、担子、菌丝等)子实体的微观特征[10]；用质量分数为1%刚果红染色剂，光学显微镜下检验孢子菌丝、菌髓是否为淀粉质和类糊精反应。孢子大小取50个的平均值。根据样本的宏观和微观特征，结合标本照片，根据《蕈菌分类学》《中国大型真菌原色图鉴》 《赛罕乌拉自然保护区菌物资源图鉴》《中国梵净山大型真菌》《中国大型菌物资源图鉴》等有关书籍进行鉴定。

分子学鉴定：DNA提取采用CTAB法，使用真菌通用引物ITS1 (5′-TC CGTAGGTGAACCTGCGG-3′)/ITS4 (5′-TCCTCCGC TTATTGATATGC-3′)对标本进行 PCR 扩增，扩增产物送北京华大基因研究中心进行测序，将自测序列输入分子数据库GenBank进行BLAST比对和同源序列的检索[11]。

将鉴定后的大型真菌物种名在Index Fungorum真菌命名数据库(http://www.indexfungorum.org/Names/Names.asp)中搜索比对，确保物种拉丁学名准确，中文名及分布地参考生物物种名录[12]，并结合相关文献[13-14]和《现代菌物分类系统》对鉴定出的物种进行分类统计。

1.4 大型真菌与植物多样性及不同植被类型大型真菌物种相似性

大型真菌及植物多样性采用Simpson多样性指数(D)[15]和Shannon-Wiener多样性指数(H′)[16]相结合；采用Menhinick的丰富度指数(R)和Pielou的均匀度指数(E)[17]。采用Sorenson相似性系数(Cj)[18]计算两两植被类型间大型真菌物种的相似系数。

1.5 分析方法

大型真菌数量统计依靠地上子实体个数，多度采用数量统计的方法；乔木的胸径采用胸径尺测量；乔木树高采用CGQ-1型林业测高器进行测量；空气湿度采用Kestrel 2500风速气象仪测定；海拔使用GPS定位获得；灌木冠幅使用普通卷尺测量；林冠郁闭度、草本盖度采用目测估算。大型真菌的物种组成根据研究区域所采集的标本数据在Excel中进行科、属的统计及多样性分析；按照图力古尔等[19]对优势属的定义，将物种数≥5的属定为优势属；采用SPSS 25对样地立地条件及植物多样性进行Duncan氏方差检验分析，对不同植被类型间相似系数进行系统聚类分析；采用Canoco 5对不同植被类型优势科与立地条件进行冗余分析；对植物多样性与大型真菌多样性进行相关分析；采用OriginPro 2020制作不同植被类型中大型真菌物种相似性韦恩图。

2 结果与分析

2.1 大型真菌种群结构及组成分析

2.1.1 大型真菌种群结构 由表2可见：保护区阔叶林内大型真菌资源丰富，经鉴定隶属于2门4纲19目54科119属213种。其中，32科只有单一属级分类单元，为暗银耳科、齿菌科、刺孢齿耳菌科等，共占总科数的59.3%。依据《菌物词典》第10版，将刺银耳属Pseudohydnum、附毛菌属Trichaptum、斑褶菇属Panaeolus归为科地位未定属。

表2 高格斯台罕乌拉自然保护区阔叶林大型真菌科、属和种的数量统计Table 2 Total number of families ,genera and species of macrofungi in Gaogesitai Hanwula Nature Reserve

2.1.2 大型真菌优势属 由表3可知：物种相对丰富的属有8个，分别为红菇属Russula14种，蘑菇属Agaricus、马勃属Lycoperdon、香蘑属Lepista及杯伞属Clitocybe各6种，蜡蘑属Laccaria、蜡伞属Hygrophorus及栓菌属Trametes各5种，共计53种，占总物种数的24.9%，而属数仅占总属数的6.7%。

表3 高格斯台罕乌拉自然保护区大型真菌优势属Table 3 Statistics of dominant genera(≥5 species)of macrofungi in Gaogesitai Hanwula Nature Reserve

2.2 不同植被类型大型真菌与植物的关系

2.2.1 不同植被类型大型真菌多样性 由表4可见：不同植被类型中，大型真菌丰富度、多样性指数不同。大型真菌丰富度从高到低依次为Ⅳ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ，其中类型Ⅳ中大型真菌丰富度最高(7.681 8)，类型Ⅰ丰富度指数最小(2.750 0)；多样性指数D和H′的从高到低依次为Ⅳ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，可见在2种多样性测度方法下，多样性指数变化趋势是一致的；从均匀度指数E看，各植被类型中真菌分布相对比较均匀，从高到低依次为Ⅳ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，其中类型Ⅳ均匀度指数最高(0.983 9)。

表4 高格斯台罕乌拉自然保护区不同植被类型大型真菌多样性Table 4 Macrofungi diversity in different vegetation type in Gaogesitai Hanwula Nature Reserve

2.2.2 不同植被类型植物多样性 由表5可见：各层次多样性指数D和H′从大到小均依次为草木层、灌本层、乔木层；均匀度指数E从大到小依次为乔木层、灌木层、草本层。乔木层多样性指数D在类型Ⅳ中最高，由于该类型以山杨为优势种乔木层物种种类复杂多样，相比较于其他类型，各种的个体分配较均匀，导致该类型多样性指数D最高，多样性指数H′在类型Ⅴ中最高(0.516 3)，均匀度指数类型Ⅱ最低，为0.124 4；从灌木层来看，多样性指数D和H′分别在类型Ⅰ和类型Ⅳ最高，分别为0.740 4和0.699 1，类型Ⅱ均匀度指数E最低，为0.111 4；草本层多样性指数H′类型Ⅰ最高，为0.864 5，多样性指数D类型Ⅳ最高，为0.723 3，均匀度指数E在类型Ⅲ最高，为0.007 6。

表5 高格斯台罕乌拉自然保护区不同植被类型植物多样性Table 5 Plant diversity in different vegetation types in Gaogesitai Hanwula Nature Reserve

2.2.3 不同植被类型大型真菌优势属与立地条件的关系 图1显示：草本盖度为主要影响第2轴的因子，并且单独解释量最大，解释了变量的13.5% (P=0.002＜0.05)，银耳属、附毛菌属、香蘑属等与草本盖度有较强的正相关，随着植被总盖度和郁闭度的增加，红菇属、杯伞属、蜡伞属等种数增加。小菇属Mycena、红菇属、层孔菌属Fomes等对海拔、湿度、植被总盖度等8个立地条件因子选择性较低。乔木树高、胸径、湿度及灌木冠幅对优势属无显著影响。

图1 不同植被类型大型真菌优势属与立地条件的冗余分析Figure 1 RDA analysis of dominant genera and site conditions of macrofungi in different vegetation types

2.2.4 大型真菌多样性与植被不同层次多样性的关系 由表6可见：在类型Ⅰ中，草本层多样性各项指数与大型真菌各项指数均呈正相关，其中，大型真菌多样性指数H′与草本层多样性指数D和均匀度指数E为极显著正相关(P＜0.01)，乔木层多样性指数D与大型真菌指数H′呈现极显著负相关(P＜0.01)；类型Ⅱ中，除灌木层多样性指数H′外，大型真菌多样性指数D与其他层次各项指数均呈正相关，多样性指数H′与灌木层均匀度指数E呈极显著负相关(P＜0.01)，大型真菌均匀度指数E与乔木层多样性指数H′呈极显著负相关(P＜0.01)；类型Ⅲ大型真菌多样性指数D与灌木层多样性指数H′呈极显著正相关(P＜0.01)，与3种层次均匀度指数E及草本层多样性指数H′呈负相关，草本层的3种指数与大型真菌多样性指数H′和均匀度指数E呈正相关；类型Ⅳ中大型真菌均匀度指数E与乔木层和草本层多样性指数D呈极显著正相关(P＜0.01)，大型真菌多样性指数H′与草本层多样性指数H′呈显著正相关(P＜0.05)；类型Ⅴ中大型真菌多样性指数H′随灌木层多样性指数H′的增高而降低，且呈现显著水平。从整体看，草本层各项多样性指数是影响大型真菌多样性的主要因素。

表6 大型真菌多样性与植物多样性的关系Table 6 Relationship between macrofungal diversity and plant diversity

2.3 不同植被类型大型真菌相似性

2.3.1 不同植被类型大型真菌分布 不同植被类型大型真菌分布情况不同，类型Ⅰ中分布有宽褶革裥菌Lenzites platyphyllus、丁香金黄孔菌Xanthoporus syringae、锈口蘑Tricholoma pessundatum、布莱萨蘑菇Agaricus bresadolanus、桦拟层孔菌Fomitopsis betulina、槐栓菌Trametes robiniophila、硬毛栓菌Trametes hirsuta、血根草红菇Russula sanguinaria、沼泽红菇Russula paludosa、橄榄色绒盖伞Simocybe sumptuosa、药用拟层孔菌Fomitopsis officinalis、网纹马勃Lycoperdon perlatum、干小皮伞Marasmius siccus等22种大型真菌。其中，干小皮伞为该类型内的优势种，占总类型大型真菌内物种总数的10.9%。

类型Ⅱ中有亚致密韧伞Lentinus substrictus、鲑贝耙菌Irpex consors、天蓝红菇Russula azurea、铜绿红菇Russula aeruginea、芳香杯伞Clitocybe fragrans、条纹口蘑Tricholoma virgatum、腐木硬柄菇Ossicaulis lignatilis、血红色钉菇Chroogomphus rutilus、细木耳Auricularia heimuer、褐疣柄牛肝菌Leccinum scabrum、布罗德韦田头菇Agrocybe broadwayi、袋形地星Geastrum saccatum、干小皮伞等35种。其中，袋形地星和干小皮伞为类型Ⅱ的优势种，占类型内物种总数的7.6%

类型Ⅲ中分布单色下皮黑孔菌Cerrena unicolor、冬生韧伞Lentinus brumalis、偏肿栓菌Trametes gibbosa、软帕氏孔菌Parmastomyces mollissimus、烟管菌Bjerkandera adusta、树脂薄皮孔菌Ischnodermaresinosum、松生拟层孔菌Fomitopsis pinicola、大趋木菌Xylobolus princeps、皱皮囊皮菇Cystoagaricus strobilomyces、半 卵 形斑 褶 菇Panaeolus semiovatus、二 胶化 孔 菌Gelatoporia dichroa、裂 褶 菌Schizophyllum commune、白刺马勃Lycoperdon wrightii、淡色冬菇Flammulina rossica、双色蜡蘑Laccaria bicolor、二形附毛菌Trichaptum biforme、淡黄枝瑚菌Ramaria lutea、毛嘴地星Geastrum fimbriatum、网纹马勃等24种。其中，毛嘴地星为优势种，占类型内物种总数的17.4%，网纹马勃次之(10.9%)。

类型Ⅳ中分布的大型真菌为红褐隔孢伏革菌Peniophora rufa、新粗毛革耳Panus neostrigosus、科普兰齿舌革菌Radulomyces copelandii、光亮红菇Russula nitida、薄盖蜡孔菌Cerioporus leptocephalus、粉红蜡伞Hygrophorus pudorinus、钩刺马勃Lycoperdon penicillatum、软皮马勃Lycoperdon dermoxanthum、红毛盾盘菌Scutellinia scutellata、拟白林地蘑菇Agaricus silvicolae-similis、烟色韧革菌Stereum gausapatum、霍氏绒盖伞Simocybe haustellaris、红射脉菌Phlebia rufa、宽丝刺顶菌Hydnocristella latihypha、软靴耳Crepidotus mollis、地疣杯菌Tarzetta catinus、纳雷姆玉成孔菌Yuchengia narymica、阿帕锥盖伞Conocybe apala、茶暗银耳Phaeotremella foliacea、木蹄层孔菌Fomes fomentarius、直柄铦囊蘑Melanoleuca strictipes、大型小皮伞Marasmius maximus等129种。其中，木蹄层孔菌、直柄铦囊蘑、大型小皮伞为类型Ⅳ的优势种(1.8%)。

类型Ⅴ中共分布悬垂箭皮菌Oxydontia copeladii、蓝灰干酪菌Tyromyces caesius、毒蝇鹅膏Amanita muscaria、灰鹅膏Amanita vaginata、密簇斜盖伞Clitopilus caespitosus、李状粉褶蕈Entoloma prunuloides、伏果干腐菌Serpula lacrymans、帽盖光柄菇Pluteus petasatus、拟苞小包脚菇Volvariella pseudovolvacea、血红菇Russula sanguinea、异白桩菇Leucopaxillus paradoxus、梭孢环柄菇Lepiota magnispora、多汁盘菌Peziza succosa、热带小奥德蘑Oudemansiella canarii、淡黄鳞伞Pholiota flavida、朱红凹壳菌Nectria cinnarbarina、墨汁拟鬼伞Coprinopsis atramentaria、珠芽小脆柄菇Psathyrella piluliformis、竹生钟伞Campanella junghuhnii、耳状小塔氏菌Tapinella panuoides、毛嘴地星、褐皮马勃Lycoperdon fuscum等87种。其中，毛嘴地星、褐皮马勃是类型Ⅴ的优势种，为3.5%。

2.3.2 大型真菌种的相似性及聚类分析 保护区阔叶林内共有大型真菌213种，分布在5种不同植被类型的种相似系数见表7。由表7可见：发现在类型Ⅱ与类型Ⅳ之间相似性最高，为0.27；在类型Ⅲ与类型Ⅳ之间和类型Ⅰ与类型Ⅱ之间的相似性最低，均为0.14。说明植被类型相似性高，大型真菌物种相似性也高。由图2A聚类图看：在距离系数最大处(25处)，聚类图可分为两大类，分别为A类，包含类型Ⅰ和类型Ⅲ；B类，包含类型Ⅱ、类型Ⅳ和类型Ⅴ。A、B两类平均相关系数为0.225。在距离系数为14处，可分为3个小聚群：类型Ⅰ和类型Ⅲ，相似系数为0.22；类型Ⅴ、类型Ⅱ，相似系数为0.20和类型Ⅴ。按照地理位置、调查程度及相似系数等多重作用下，5种不同植被类型下大型真菌分类相对合理。图2B可以看出：5种植被类型中无共有种，类型Ⅰ～Ⅴ中特有种分别为6、5、7、83和52种。类型Ⅳ的特有种所占比例较大。

图2 不同植被类型大型真菌种相似性系数聚类及物种相似性韦恩图Figure 2 Clustering of similarity coefficent of macrofungal species with different vegetation types and Venn diagram of species similarity

表7 高格斯台罕乌拉自然保护区各植被类型内大型真菌物种的相似系数Table 7 Similarity coefficients of various macrofungi in Gaogesitai-Hanwula National Nature Reserve

3 结论与讨论

高格斯台罕乌拉自然保护区植被属于山地森林、草原，且森林植被的组成及群落类型是多样的，山体上部的阴坡立地条件最湿润，一般发育形成白桦、黑桦林及山杨林，或桦杨混生林，复杂多样的植被情况为大型真菌生长发育提供了有利环境。经鉴定，保护区5种不同阔叶林内大型真菌有2门4纲19目54科119属213种，其中，优势属8个，包含53个物种。阔叶林内大型真菌物种资源较为丰富，可能与该区良好的生态环境和多样的植被类型有关，这与王雪珊[20]对罕山自然保护区大型真菌调查的结果一致。不同植被类型下大型真菌多样性指数的结果表明：白桦-蒙古栎-山杨-黑桦林内大型真菌物种丰富度明显高于其他植被类型，可能与林内植被种类、郁闭度、地表腐殖质、温湿度等因素有关，这与相关研究[21-22]的结果一致；但在白桦林内由于部分物种聚群密度偏高、种间个体数目相差大等，造成林内物种总个体数基数偏大，从而导致大型真菌物种丰富度指数偏低；乔木植物种类相似、林内结构相似的植被类型，大型真菌物种丰富度指数也较接近。因此生态系统一致的植被类型，大型真菌多样性差异小，反之，差异大。此观点与马绍宾等[23]得出不同的生态系统、生态环境中大型真菌多样性差异很大的观点较为一致。从不同植被类型间植物各层之间的差异性可以看出各类型之间的植物多样性有较大差别[24]。在同一林型内，植物各层多样性指数变化从大到小均为草本层、灌木层、乔木层，由于林内乔木分布较均匀、林间透光性强等因素，导致草本和灌木生长较好。阔叶混交林植物多样性指数较高，是由于林内植被复杂多样，植物物种生长发育好[25]。在2种阔叶树纯林内，虽灌木种类较其他3种植被类型复杂，但由于乔木树种单一，海拔较高，灌草层物种分布和生长发育受到影响，与乔木之间资源利用的竞争更加剧烈，林内通风性强，光照充足，导致一些阴生物种缺乏，从而影响林内灌草层的物种种类。

林内立地条件影响大型真菌优势属的分布，其中，草本盖度对大型真菌优势属分布情况解释率最大，是影响大型真菌优势属分布的主要因子。草本植物丰富、盖度大的类型，可为大型真菌生长发育提供优良环境，从而大型真菌优势属种类分布较多；从整体看，乔木层分布均匀，草本层和大型真菌分布也较均匀，且草本多样性指数是影响大型真菌多样性的主要因素，这点与杜红居等[26]观点一致。不同植被类型中大型真菌多样性组成存在一定差异性，且与植物多样性有关，这与图力古尔等[27]对长白山阔叶红松Pinus koraiensis林大型真菌多样性分析结果一致。保护区不同植被类型间有不同程度的联系，植被类型相互间界限明显，虽然在水平结构上差异显著，但内部结构相对单一，物种丰富度指数偏低，致使不同植被类型之间的相似系数降低[28]，表明不同植被类型的林内植物结构影响大型真菌相似性，不同植被类型间的林内植物结构相似性高的样地，大型真菌物种相似性也高。按照地理位置、调查程度及相似性系数等多重作用下，5种不同植被类型下大型真菌分类相对合理。

本研究通过对高格斯台罕乌拉自然保护区大型真菌调查，在一定程度上反映了该区阔叶林内大型真菌物种多样性。大型真菌丰富程度与植被、立地条件有关，且草本层是影响大型真菌物种的主要因子。