Relationship between Ammonia-Oxidizing Archaea Community Structure and Nitrate Nitrogen Content in Chinese Fir Plantations at Different Generations

研究林分位于福建省南平市王台镇（118° ～ 119° E，26°40′ ～ 27°20′ N），属武夷山系南伸支脉，是我国杉木中心产区之一。平均海拔200 m左右，地处亚热带季风气候区，年均气温19.3 ℃，相对湿度83%，年均降水量1 700 mm，主要集中在春夏季。土壤是由燕山晚期白云母化中细粒花岗岩发育的山地暗红壤，土层厚度在100 cm以上。该地栽植有4个不同代数的杉木人工林，其中，1代林林龄18 a；2代林林龄18 a；3代林林龄19 a；4代林林龄16 a。该林分乔木层主要以杉木为主，1 代林土地植被覆盖度较高，灌木层植物主要有山苍子（Litsea cubeba (Lour.) Pers.）、毛冬青（Ilex pubescens Hook. et Arn.）、盐肤木（Rhus chinensis Mill.）等；草本层植物主要有芒萁（Dicranopterisdichotoma (Thunb. ) Berhn.）、乌毛蕨（Blechnum orientale Linn.）、狗脊（Cibotium barometz (L.) J.Sm.）、观音莲座蕨（Angiopteris fokiensis Hieron）等。2 代林灌木层植物主要有粗叶榕（Ficus hirta Vahl）、草珊瑚（Sarcandra glabra（Thunb.）Nakai）等，草本层植物主要有狗脊（Cibotium barometz (L.) J.Sm.）、双盖蕨（Diplazium donianum (Mett.) Tard.-Blot）、扇叶铁线蕨（Adiantum flabellulatum L. Sp.）等。3 代与 4 代植被丰富度则显著下降，灌木层植物主要有粗叶榕（Ficus hirta Vahl）、毛冬青（Ilex pubescens Hook. et Arn.）等；草本层植物主要有芒萁（Dicranopterisdichotoma (Thunb. ) Berhn.）、狗脊（Cibotium barometz (L.) J.Sm.）等。通过以空间代时间的方法，于2021年10月，选择立地条件相似、林龄为18 a左右的中林龄、代数分别为1～4代（G1 ～ G4）的杉木人工林进行采样，样地基本理化性质见表1。每片林地选择3个坡度在30°～40°，海拔、坡向相近的土坡。每个土坡上划分20 m × 20 m的采样地，沿着S型采集6份样品，去除枯枝落叶后，用土钻钻取深度为20 cm的表层土壤，并将6份样品等量混合为一份。每片人工林采集3份样品，每份土壤过20目筛后放入4 ℃冰箱内冷藏保存，一部分用于土壤理化性质测定，另一部分用于氨氧化古菌群落结构与多样性测定。

土壤pH值采用pH计（ST3100-F Ohaus, New Jersey，美国）测定：称取10 g风干土倒入50 mL烧杯，加入25 mL水（去CO₂纯水，水土比2.5:1），混合搅拌静置30 min后用pH计测定；土壤硝态氮（NO₃⁻-N）、铵态氮（NH₄⁺-N）含量使用全自动连续流动分析仪（AA3 SEAL Analytical, 荷兰）测定，土壤样品经过2 mol·L⁻¹ KCl溶液浸提后上机测定；土壤微生物量氮（MBN）含量采用氯仿熏蒸浸提法^[17]测定，未熏蒸土样加入120 mL 0.5 mol·L^-1 K₂SO₄溶液（水土比4:1）浸提，直接震荡过滤，熏蒸土样在真空干燥器中加入氯仿熏蒸，培养24 h后浸提，过滤膜后上总有机碳分析（TOC-LCPH, Shimadzu, Japan）测定，直接得出未熏蒸样品的总可溶性氮（TSN）含量，计算熏蒸与未熏蒸样品的总可溶性氮（TSN）含量差值，得到土壤微生物量氮（MBN）含量，转换系数为0.54。

土壤酶活性使用试剂盒进行测定，每个处理设置3个重复。酶活性均使用酶标仪（SpectraMax M4，美国）测定。

土壤氨单加氧酶（S-AMO）：测定原理为氨单加氧酶与HRP标记的抗体结合，形成抗体-抗原-酶标抗体复合物，再经洗涤、显色、酸化，用酶标仪在450 nm波长下测定吸光度值，即可反应样品氨单加氧酶活性^[18]。

土壤脲酶（S-UE）：测定原理为脲酶水解尿素所产生的NH₃在强碱性介质中能够与次氯酸钠和苯酚反应，生成水溶性蓝色染料靛酚蓝，在630 nm处具有特征吸收峰，通过吸光值的变化可表征土壤脲酶的活性^[19]。

土壤过氧化氢酶（S-CAT）：测定原理为H₂O₂在 240 nm处具有特征吸收峰，土壤过氧化氢酶分解H₂O₂ 使反应溶液在240 nm处吸光值随反应时间而下降，通过测定吸光值的变化率即可表征土壤过氧化氢酶的活性^[20]。

完成基因组 DNA 抽提后，利用 1% 琼脂糖凝胶电泳检测抽提的基因组DNA，采用引物Arch-amoAF（GACTACATMTTCTAYACWGAYTGGGC）、Arch-amoAR（GGKGTCATRTATGGWGGYAAYGTTGG）^[21]对土壤中amoA(26-417) 区域进行 PCR 扩增，PCR 产物使用 1% 琼脂糖凝胶电泳检测扩增目的条带大小，并用Agencourt AMPure XP核酸纯化试剂盒纯化，随后完成Miseq文库构建。将符合要求的测序文库在Illumina Miseq平台上进行双末端测序（Paried-End），对基因进行物种注释后得到各分类水平上的氨氧化古菌的相对丰度^[22]。

数据经过正态分布检验，通过SPSS 25.0软件对组间土壤氮素含量和氨氧化古菌Alpha多样性指数分别进行单因素方差分析，以0.05的显著性水平为样品均值比较的最小显著差异检验。土壤氮素含量、酶活性及氨氧化古菌群落相对丰度冗余分析（RDA）使用Canoco5完成。叠加热图的Mantel_r分析和中性群落模型使用在线作图平台完成。利用R Studio软件完成随机森林模型和偏最小二乘路径模型以探究土壤氨氧化古菌、酶活性与硝态氮之间的响应关系。

由图1 可知：代数对杉木林土壤理化性质影响显著，不同土壤理化性质随连栽代数的变化趋势不同。随代数增加，土壤硝态氮（NO₃⁻-N）呈显著下降趋势（图1b），而土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和土壤微生物量氮（MBN）含量变化趋势并不明显且各代之间差异不显著（图1a、c）。对不同代数杉木林土壤酶活性进行分析，过氧化氢酶（S-CAT）在不同代数杉木林土壤中基本呈降低趋势（图1e），G1 时 3 种酶活性均最高，G3 时脲酶（S-UE）和氨单加氧酶（S-AMO）均为最低值（图1d、图1f），除了过氧化氢酶，测定的脲酶和氨单加氧酶随代数增加均表现出先降后升的趋势，表明土壤酶活性的高低与杉木连栽有密切关系。

Figure 1.  Soil available nitrogen content and enzyme activity in Chinese fir plantations of different generations

通过Alpha多样性指数可以反映微生物群落的丰度和多样性，其中，物种丰度变化能通过丰富度指数（Chao1）变化体现，群落多样性能通过多样性指数（Shannon、Simpson）变化体现。从图2 氨氧化古菌 Alpha 多样性指数变化可知：随连栽代数增加，Chao1 指数和 Simpson 指数总体表现为先降再升再降趋势，在G1、G3时最高，G4时最低，且G1~3和G4之间差异显著；而Shannon 指数总体表现为先升后降趋势，G2时最高，G4时显著降低。综上，土壤中氨氧化古菌丰富度和多样性指数总体表现为随代数下降趋势。

Figure 2.  The Alpha diversity index of Soil ammonia-oxidizing archaea in Chinese fir forests of different generations

不同代数杉木林土壤样本中共检测出 14 个菌门，如图3 所示，土壤氨氧化古菌在门类水平上，相对含量较高的为变形菌门（Proteobacteria），随代数的增加呈先升后降趋势，从G1（1.24%）到G3（1.64%）时升高，G4（0.53%）时最低 ；属分类水平上，优势类群为慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、Opitutus、嗜酸菌属（Acidiphilium）、盐长寿菌属（Halovivax）、Nitrosopumilus、亚硝化球菌属（Nitrososphaera）。慢生根瘤菌属呈现先降再升再降的趋势，G3（1.03%）时升高，G4（0.21%）时最低，与Opitutus（G3：0.14%；G4：0.23%）先升再降再升的趋势相反；种分类水平上，Bradyrhizobium_ottawaense相对含量在 G2（0.24%）和 G4（0.18%）时显著降低；Opitutus_terrae 则在G2（0.24%）和G4（0.23%）时升高。随代数增加，亚硝化球菌属（G3：0.005%；G4：0）、嗜酸菌属（G2：0.21%；G4：0.05%）和Nitrosopumilus（G3：0.03%；G4：0.002%）变化趋势相同，均呈先升高后降低趋势，在G2、G3时升高，G4时降低。盐长寿菌属则呈逐代降低趋势，G1 （0.02%）时最大，G2后无丰度值。本研究还发现，放线菌门（Actinobacteria）相对含量在 G3（0.32%）时最高，G4（0.05%）时最低；酸杆菌门（Acidobacteria）从 G1（0.07%）到 G4（0.03%）明显降低；Acidiphilium_multivorum（G2：0.21%；G4：0.05%）、Nitrosopumilus_cobalaminigenes（G3：0.03%；G4：0.002%）和Nitrososphaera_viennensis（G3：0.005%；G4：0）的变化趋势基本一致，均在 G2、G3 时升高，G4时降低。

Figure 3.  Relative abundance of Soil ammonia oxidizing archaea at different taxonomic levels

由于本次高通量测序是将amoA基因作为标记从分子水平上进行探究，采用引物Arch-amoAF（GACTACATMTTCTAYACWGAYTGGGC）、Arch-amoAR（GGKGTCATRTATGGWGGYAAYGTTGG）对土壤中 amoA(26-417) 区域进行 PCR 扩增，与同是 amoA 基因作为标记的氨氧化细菌的引物 amoA-1F（GGGGTTTCTACTGGTGGT）、amoA-2R（CCCCTCKGSAAAGCCTTCTTC）相似，本次土壤氨氧化古菌测定结果在不同分类水平上也检测出部分细菌。

为了明确随机过程对不同栽植代数杉木人工林氨氧化古菌群落组装的潜在重要性，通过中性群落模型（NCM）评估群落中OTU出现频率与相对丰度之间的关系。如图4所示，蓝色实线表示中性群落模型的最适拟合值，蓝色虚线代表模型的95%置信区间，出现频率高于或低于中性群落模型预测的OTU以不同颜色显示。结果显示：中性群落模型能够估计OTU的出现频率与相对丰度变化之间的一部分关系，R²值（R²=0.43）在氨氧化古菌群落中具有合理的解释率（R²>0.4），较小的m值说明在群落中物种扩散受限制。总的来说，随机过程在不同栽植代数杉木人工林氨氧化古菌群落的空间分布较为重要，但也受扩散限制。

Figure 4.  Analysis of neutral community model

对不同代数杉木林土壤理化性质、酶活性与氨氧化古菌丰度和多样性进行冗余分析，如图5所示，箭头线段越长，表示研究对象影响程度越高，反之则相反；箭头间的夹角表示二者之间的相关关系，夹角越接近0°，二者越呈正相关关系，夹角越接近180°，二者越呈负相关关系。第一排序轴（RDA1）解释群落变化的42.15% ，第二排序轴（RDA2）解释群落变化的57.85% 。在所有土壤理化性质中，NO₃⁻-N对Chao1指数、Simpson指数以及Shannon指数影响最大，呈正相关关系，而pH、TN与之呈负相关；TSN、SON与Chao1指数呈正相关。S-AMO与pH、TN呈正相关，与TSN呈负相关；S-UE与 NH₄⁺-N呈负相关；S-CAT与pH呈正相关。酸杆菌门和广古菌门（Euryarchaeota）与NO₃⁻-N 呈正相关，与NH₄⁺-N 呈负相关；变形菌门和奇古菌门（Thaumarchaeota）与NO₃⁻-N呈正相关，与pH、TN呈负相关；放线菌门与TSN呈正相关，与S-AMO呈负相关。

Figure 5.  Correlation analysis between the soil physical and chemical properties,enzyme activities and abundance and diversity of ammonia-oxidizing archaea with different continuous planting generations

以Mantel_r对2个矩阵相关性进行检验。p值越小，Mantel_r的相关性系数越大，说明环境因子对微生物群落的影响越大，且它的偏分析可以排除环境因子之间自相关的干扰。结果（图6）表明：AOA对 DOC的影响最大，呈极显著正相关（p<0.01），AOA与 TC、TN呈显著正相关（p<0.05）。TC与TN呈强显著正相关（p<0.001），TSN与SON呈极显著正相关（p<0.01），与S-AMO呈显著负相关（p<0.05）； NO₃⁻-N与MBN呈显著正相关（p<0.05），与pH呈显著负相关（p<0.05），SON、DOC与TC、TN呈显著负相关（p<0.05）。

Figure 6.  Mante_r analysis of superimposed heat maps

利用随机森林模型（RF）和偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析氨氧化古菌丰度与多样性各因素对土壤硝态氮的相对重要性，图7表明：各指标对硝态氮均有一定影响。随机森林模型（图7a）表明：氨氧化古菌Alpha多样性指数对硝态氮影响最大，其中，Chao1指数是影响硝态氮的最重要因素。偏最小二乘路径模型（图7b）表明：对硝态氮的直接影响最明显的是氨氧化古菌 Alpha 多样性指数（0.767），其次是群落相对丰度（−0.347）。

Figure 7.  Random Forest and partial Least Squares Path Modeling

硝态氮与铵态氮是土壤有效氮存在的2种主要形式，是植物可直接利用的氮源。本研究中，随栽植代数增加，土壤中NO₃⁻-N含量逐渐降低，NH₄⁺-N含量变化不明显，这与Chen等^[23]的研究结果相似。一方面是土壤NH₄⁺-N带正电，容易被土壤胶体吸附留存于土壤中，而NO₃⁻-N带负电，移动性强，在酸性土壤中容易流失，且更易于被植物利用。另一方面可能反应出土壤为适应氮素匮乏而采取的保氮机制，尽管土壤全氮未见明显下降，但土壤矿化率升高，硝化率降低，能够减少土壤氮流失的风险，这与Chen等^[24]的研究结果相似。土壤氮有效性很大程度上是通过氮矿化过程来调控，该过程在微生物参与下将土壤有机氮转化为无机氮。有报道表明，随着连栽代数增加，杉木林土壤中氨氧化古菌的数量和种类有所下降^[25]，这可能是导致土壤NO₃⁻-N含量降低的原因。土壤微生物量氮是土壤有机氮中最活跃的组分，也是土壤氮循环和转化过程中的重要参数^[26]。本研究相关分析表明，土壤MBN与土壤NO₃⁻-N呈显著正相关，表明硝化过程是影响土壤微生物量氮的一个重要因素，这与刘金炽等^[27]的研究结果相似。由于多代连栽抑制了土壤的硝化作用，土壤中微生物可利用的物质减少，微生物量氮矿化分解步骤减少，从而降低了土壤微生物量氮含量^[28]。

其次，土壤酶是促进土壤氮循环过程的催化剂。酶活性高低不仅能够反应微生物化学过程的强度和方向，还可表征土壤养分元素的动态变化。土壤过氧化氢酶在微生物代谢过程中起着重要作用，它参与土壤中许多重要的生物化学过程，其活性与土壤氮素关系密切^[29]。土壤脲酶是有机氮矿化和氮动态调节的重要指标，它能促进尿素水解生成氨，是林木氮素营养的直接来源^[30]。本研究中，土壤脲酶、过氧化氢酶活性均随代数增加呈降低趋势，这与张威等^[31]的研究结果一致。由于杉木连栽代数的增加，土壤中有机残体分解速度及腐殖质合成能力明显下降，这可能与酶促作用底物浓度降低有关。因为土壤有机质和腐殖质数量减少，使土壤黏粒含量和微生物数量下降，这些变化导致了土壤酶活性下降^[32]。胡亚林等^[33]研究证实，杉木凋落物的数量与土壤酶活性呈显著正相关，杉木属常绿针叶树种，枝叶常年不易掉落，林下凋落物总类和数量较少，因此，不同连栽代数杉木人工林地凋落物可能也是影响土壤酶活性的原因之一。氨单加氧酶（AMO）是参与土壤氨氧化过程的关键功能酶^[34]，包含amoA、amoB、amoC三个亚基。氨氧化古菌和氨氧化细菌都含有氨单加氧酶基因，amoA亚基常作为研究氨氧化微生物的分子标记，来研究自然环境中氨氧化微生物的丰度和多样性。本研究中，土壤AMO活性随代数增加呈先降低后升高的趋势。由于AMO是驱动土壤中氨氧化微生物向有效氮养分转化的关键酶，随着栽植代数的增加，土壤微生物活性逐渐降低，矿化速率逐渐减慢，影响着AMO的活性，更对杉木多代连栽过程土壤养分的活化、周转和积累产生显著影响^[35]。

微生物群落在土壤中处于一个动态平衡的过程，任何影响土壤理化性质的因子都会干扰土壤微生物群落的变化，进而影响微生物的活性、生态功能及土壤肥力^[36]。本研究中，土壤AOA丰度与多样性大致呈现逐代降低趋势，杉木多代连栽抑制了AOA的生长。前人研究表明，森林土壤微生物中存在一种“杉木连栽土壤存在中毒物质”的观点，由Mikola、Mazzola等研究者确立起来^[37]，证实了森林土壤比耕作土壤具有更强的毒性，并认为这种森林土壤中毒的现象可能来自于土壤微生物。同时，冯宗炜等^[38]也在湖南会同森林生态实验中证实，杉木连栽土壤存在毒性物质，杉木的凋落物便是杉木自毒物质的来源之一，主要是一些酚醛类化合物影响了土壤微生物的数量和分布。本研究Mante_r 分析表明，土壤AOA和DOC、TC、TN均呈显著相关性。不同代数连栽意味着不同的林分养分状况和微生态条件，因此，氨氧化古菌群落形成了对各连栽代数土壤环境的反应。对于连栽人工林来说，凋落物是林地的主要养分来源，森林土壤的毒性（镰刀菌属真菌作为主要病原菌）和多种土壤养分含量的变化，对AOA群落结构和多样性产生了复杂的影响，进而影响到土壤硝态氮含量^[39]。也有研究认为，土壤AOA的丰度与多样性由它们的生态特征决定，一定程度上，微生物群落结构与地上种群有关，林下植被的变化对土壤微生物群落的组成也有显著影响^[40]，从G1到G4，林下植被种类逐渐单一、生物多样性降低，杉木细根生物显著减少，根系分泌物发生改变^[41]，导致AOA群落丰度与多样性逐代下降。说明AOA丰度与多样性变化会受到土壤理化性质的影响。

本研究中，氨氧化古菌测定结果在不同分类水平上也检测出部分细菌的存在。典型氨氧化过程被认为是一个由变形菌纲中的一小部分细菌类群所进行的专性好氧的化能自养过程^[42]，而氨氧化古菌和氨氧化细菌的功能类似，都利用amoA基因作为标记从分子水平上进行氨氧化作用。有研究表明^[43]，16S rRNA基因由于多拷贝和基因组内部异质性，因此，导致对氨氧化微生物多样性分析的偏差。土壤铵态氮含量对氨氧化古菌的奇古菌门和广古菌门有直接影响作用，铵态氮含量变化与之密切相关^[44]。根据土壤理化性质的分析，铵态氮含量随代次呈现先升后降趋势，第3代时最高，这与奇古菌门及亚硝化球菌属相对丰度变化一致。其次，相关分析结果显示，NH₄⁺-N与奇古菌门呈正相关，与广古菌门呈负相关，这与Zhalnina等^[45]的研究结果一致。Jiao等^[44]在玉米和水稻土壤古菌试验中发现，亚硝化球菌属为奇古菌门的优势种，同时也是硝化过程的氨氧化剂，从1代至3代，由于土壤吸附住的铵态氮含量的升高，导致NH₃对氨氧化剂的可用性增大，从而提高了奇古菌门及亚硝化球菌属相对丰度。变形菌门、放线菌门、酸杆菌门等为氨氧化过程的主要优势菌群，与魏志超等^[46]研究结果相似。由于变形菌门是典型的R策略菌，有机质含量高，pH低的环境会加速促进R策略菌生存和繁殖，从第1代到第4代，pH值升高，这也解释了变形菌门相对丰度减小的原因。变形菌门需要消耗有机质来供应代谢活动所需要的能量，因此，变形菌门与土壤TN呈负相关。但也有研究认为，土壤变形菌门含量对土壤氮素是起到正向促进作用的，如李艳春等^[47]研究发现，变形菌门代谢活动是土壤中最主要的细菌活动，随着土壤氮素含量增加，变形菌门的丰度增加。由于在酸性土壤中，不同林地凋落物的组成成分、数量与植被根系分布状况和数量的不同，森林土壤的空间异质性及林分类型的差异也是群落结构差异的原因。本研究中，放线菌门与总可溶性氮和可溶性有机氮呈正相关，这与Sekaran等^[48]的研究结果相似。本研究样品采集地为南方典型酸性壤土，土壤酸杆菌门呈显著下降趋势，由于酸杆菌具有嗜酸性，随连栽代数增加，pH略微升高，导致土壤酸杆菌逐代减少。放线菌为K对策者，在资源有限的条件下，选择可维持长期生存状态的繁殖策略^[49]。综上，变形菌门、放线菌门、酸杆菌门对促进氮素形态转化过程发挥重要作用。

不同连栽代数杉木人工林土壤中硝态氮与AOA有密切联系。 AOA主要通过控制硝化关键步骤的氨氧化过程速度及编码氨单加氧酶2种机制影响土壤中硝态氮的含量和转化。一方面， AOA丰度和多样性特征与土壤环境因子的响应会影响土壤硝态氮的变化，另一方面AOA编码AMO能够影响酶和底物的构象及酶对土壤的吸附性等，进而影响土壤硝态氮的转化^[9]。Guo等^[50]在杉木林转化过程对微生物群落和氮功能基因研究中发现，变形菌门、酸杆菌门等为优势类群，这与本研究结果相同，变形菌门和酸杆菌门在森林土壤中具有广泛的代谢和生理途径，对土壤氮循环起重要作用。

在对门水平下的氨氧化古菌类群与土壤酶活性进行冗余分析中发现，NO₃⁻-N与奇古菌门、广古菌门呈正相关，与氨单加氧酶呈负相关。Stein等^[51]在研究含有铵或亚硝酸盐的欧洲猪笼草孵化实验中发现，一定浓度下的氨氧化作用所产生的亚硝酸盐会对AMO的活性有削弱作用。本研究中，硝态氮含量随代数逐渐降低， AMO活性在G1~G3时降低，在G4时升高，为此一种可能的机制是，第1代至第3代土壤进行的氨氧化作用所生成的亚硝酸盐不足以抑制AMO活性，第4代亚硝酸盐的减少使土壤AMO的活性升高。

长期以来，微生物丰度与多样性一直被认为是调节生态系统功能的关键因素。土壤微生物群落丰度与多样性的降低将严重影响到土壤养分的分解、循环和保留。通过构建随机森林模型和偏最小二乘路径模型分析氨氧化古菌丰度与多样性各因素对土壤硝态氮的相对重要性，结果显示，氨氧化古菌丰度与多样性是影响硝态氮的最重要因素，这与郑有坤等^[52]研究结果一致。Zhou等^[53]在连栽C. equisetifolia种植园试验表明，连栽种植会降低土壤pH值、有机质含量、 C/N比和P素，这也显著改变了土壤微生物群落的组成和多样性，使得土壤氮有效性降低。考虑到土壤微生物群落是土壤养分循环过程（凋落物分解、矿化）的关键驱动力，同时它本身也是养分有效性的来源和汇。因此在不同栽植代数的林分中，逐代林下凋落物数量和分解速率显著下降，降低了AOA微生物群落丰度及多样性^[54]，从而间接降低了土壤硝态氮（杉木偏好吸收的有效氮素）的含量。

随杉木连栽代数增加，铵态氮变化不明显，硝态氮含量显著下降，除第四代土壤脲酶和氨氮加氧酶酶活性略有上升，土壤氮循环相关酶活性基本呈现降低趋势。氨氧化古菌群落丰度与多样性总体呈现降低趋势，表明连栽对氨氧化古菌微生物群落产生显著影响。不同代数杉木林AOA群落结构有较大差异，其中变形菌门、放线菌门为优势类群，随代数呈现降低趋势。本研究证实了土壤养分含量与AOA微生物群落以及土壤酶活性之间联系密切， AOA对杉木人工林土壤氮素循环硝化过程起着重要的作用，对有效评判杉木林土壤质量变化有重要意义。