伏牛山大型真菌資源群落生態學研究

魯 鐵，尚浩樂，李 寒，孫琳萱，徐海江，王 源，陳懷中，劉基業，劉 宇，謝朝暉

（1.河南城建學院 生命科學與工程學院，河南平頂山467036；2.魯東大學 農學院，山東 煙臺264025）

真菌群落生態學是大型真菌種類分布規律和區域差異的表現，是進化、演化與環境變遷的結果，與大型真菌的生物學特性、植被類型和地理環境密切相關［1-2］。對伏牛山真菌群落生態學進行研究，探明該區域生態環境與大型真菌的關系、制定該區域的保護策略、對瀕危物種進行相應的人為干預、降低物種滅亡的可能性，同時對具有開發價值的大型真菌資源進行合理利用，為該區域資源的集約化開發提供支撐。

伏牛山是長江、黃河、淮河的分水嶺，北亞熱帶和暖溫帶的氣候分區線，是河南省的重要山脈。該山脈地處華北、華中、西南地區交界處，植物種類豐富、群落關系復雜，是暖溫帶落葉闊葉林向北亞熱帶常綠落葉混交林的過渡帶。伏牛山脈森林植被保存完好，平均覆蓋率達到88%，豐富的植被為真菌生長提供了良好的光照、溫度、濕度和營養條件。

我國大型真菌資源區域性研究不平衡，大型真菌研究主要集中于東北和西南地區，中部和北部大型真菌的資源調查和多樣性研究相對較少［3］。圖力古爾等［4］的研究表明，在內蒙古大青溝自然保護區內的真菌區系具有鮮明的溫帶區系特征。河南省伏牛山脈地處氣候濕潤與半濕潤、暖溫帶和北亞熱帶的過渡帶，大型真菌資源豐富。杜敏華等［5］對伏牛山自然保護區大型真菌多樣性進行了初步調查，增補了3種河南新記錄菌種。Hawksworth［6］于1991年預估全球菌類物種近150萬種，目前人類對菌物的認識十分有限，到2008年被全世界認可的真菌有97 861種，占預估總數的6.5%。由于大型真菌出菇時間短，研究受季節限制，伏牛山大型真菌具有進一步的研究價值。

歐洲真菌保育學會在2005年聯合亞美尼亞、奧地利、比利時、保加利亞等26個國家編目了紅色名錄［7］。F.Richard［8］通過研究以冬青櫟樹為主的地中海森林樣地，發現外生菌根菌與腐生真菌的多樣性和子實體類型與冬青櫟植物的密度顯著相關，強調了森林結構和大面積木本植物對保護大型真菌的重要性。Jacob Heilmann-Clausen［9］等對丹麥毛櫸森林保護區的木生真菌進行研究，在含有281株腐木的地帶劃分14個樣方，共紀錄319種真菌。Angelini P［10］等對意大利中部某森林的大型真菌群落及其多樣性進行了調查，共確定341個物種，并對真菌物種的豐富度和多樣性進行了全面的空間及季節性分析。

隨著工業的快速發展，人類活動對生態的影響越發嚴重，伏牛山大型真菌群落的生存環境也遭到了破壞。目前關于伏牛山大型真菌多樣性的調查并不多，通過調查可及時發現瀕危大型真菌并有效阻止當地大型真菌多樣性的減少，為當地大型真菌資源的開發利用提供依據，同時對調查中出現的具有經濟價值的大型真菌加以利用，進而促進當地食用菌產業的發展。

1 材料與方法

1.1 材料

供試大型真菌子實體于2019年7～9月在伏牛山系林地采集。

1.2 調查方法

1.2.1 樣地設置

標本采集地點：舞鋼市劉山公園（經度113.51°，緯度33.28°）簡寫WG；魯山縣四棵樹鄉文殊寺（經度112.52°，緯度33.66°）簡寫SKS；魯山縣堯山鎮龍潭峽（經度112.33°，緯度33.71°）簡寫 LTX；嵩縣車村木札嶺（經度112.24°，緯度33.759°）簡寫MZL；欒川縣廟子鎮逍遙谷（經度111.74°，緯度33.7°）簡寫XYG。

1.2.2 調查記錄

標本采集方案：7～9月對選取的5個采樣點進行實地調查，對采集樣品的地點、生境、氣候、采集時間進行詳細的記錄。

1.2.3 標本的鑒定方法

（1）宏觀形態觀察

野外采集過程中對子實體進行原生態拍照并詳細記錄新鮮子實體生境及宏觀特征。采用傳統形態學對標本進行鑒定，通過觀察其形態特征并同書籍資料做對比，確定其種屬。參考書籍有大型真菌名錄、云南真菌圖鑒等［11］。

（2）微觀形態觀察

對標本進行微觀形態學觀察，以5%KOH溶液為浮載劑在光學顯微鏡下觀察，數量以2～5個子實體為依據，隨機測量大約20個成熟孢子及其他微觀特征，進行尺寸測量、性狀、內含物等特征的記錄［12］。

（3）分子生物學鑒定

對于少數難以鑒定的真菌采用分子生物學的方法進行鑒定［13-14］。利用試劑盒提取真菌中的DNA（使用生工B518229真菌DNA提取試劑盒進行提?。?，采用真菌通用引物ITS（5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’）和 ITS4（5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’）擴增 ITS序列，擴增體系如表 1所示（引物由蘇州金唯智生物科技有限公司合成），將自測序列輸入分子數據庫GenBank進行BLAST比對并進行同源序列的檢索，確定真菌標本的種類。

表1 PCR反應體系

2 統計與分析

2.1 標本科屬種的鑒定

調查共采集樣品326個，鑒定出159種，隸屬于2門3綱9目42科88屬159種?？茖俜N統計見表2，樣地間真菌分布關系見圖1。

表2 伏牛山大型真菌科屬種統計

圖1 樣地間真菌分布關系圖

由圖1可以直觀地觀察到樣地之間的親緣關系。兩樣地之間的共有屬數分別是龍潭峽和木札嶺42種，龍潭峽和舞鋼17種，龍潭峽和逍遙谷18種，龍潭峽和四棵樹14種，木札嶺和舞鋼15種，木札嶺和逍遙谷16種，木札嶺和四棵樹13種，逍遙谷和舞鋼8種，舞鋼和四棵樹9種，逍遙谷和四棵樹10種。在進行完樣地間的種數關系之后，對樣地間的相似性系數S進行計算，龍潭峽和木札嶺32.89%，龍潭峽和舞鋼34.67%，龍潭峽和逍遙谷28.57%，龍潭峽和四棵樹30.77%，木札嶺和舞鋼17.70%，木札嶺和逍遙谷20.90%，木札嶺和四棵樹19.30%，逍遙谷和舞鋼37.84%，舞鋼和四棵樹43.24%，逍遙谷和四棵樹30%。從親緣性方面來看，劉山公園和逍遙谷相似性系數為37.84%，劉山公園和四棵樹文殊寺相似性系數為43.24%。結果表明：樣地間的相似性系數比較高，親緣性也相對較高。

伏牛山大型真菌資源豐富，三次實地采集回的326份標本中，通過宏觀形態、微觀形態、分子層面的鑒定，共鑒定出159種。其中食用菌52種，藥用菌48種，有毒菌25種。伏牛山大型真菌資源的優勢科（≥6種）共計8科71種，分別占總科數、總種數的19.0%和44.6%［15-16］。數量從多到少排列，具體數據見表3。

除優勢科之外，皺孔菌科Meruliaceae、絲蓋傘科Inocybaceae、光柄菇科Pluteaceae也是本地區真菌資源的重要組成部分。共含有34科，占總科數的81%；含有88種，占總種數的63.4%，在本區系中屬于從屬地位。

表3 伏牛山大型真菌優勢科（≥6種）的統計

伏牛山大型真菌資源的優勢屬（≥5種）有6個（詳見表4），共計36種，占總種數的22.6%，而屬數占總屬數的6.8%。種數最多的3個屬分別為離褶傘屬Marasmius 8種、小菇屬Mycena 7種、小脆柄菇屬Psathyrella 6種，分別占總種數的5%、4.4%、3.7%。另外，除優勢屬之外的鵝膏屬Amanita、牛肝菌屬Boletus、粉褶菌屬Entoloma、靈芝屬Ganoderma、絲蓋傘屬Inocybe、環柄菇屬Lepiota、乳牛肝菌屬Suillus均各占總種數的2.5%，其余（≤3種）杯傘屬Clitocybe、地星屬Geastrum等共76屬占總屬數的86.4%，占總種數的62.4%，同在本區系中屬于從屬地位。

表4 伏牛山大型真菌優勢科屬（≥5種）的統計

2.2 食用菌、藥用菌、有毒菌的分類

本實驗共采集標本326份，共鑒定出159種。其中食用菌包括36屬共52種，藥用菌包括42屬共48種，有毒菌包括19屬共25種［17］。常見的食用菌有田野蘑菇Agaricus arvensis、白林地蘑菇Agaricus silvicola、毛木耳 Auricularia cornea、牛肝菌 Boletus edulis、白香蘑 Lepista caespitosa、銀耳 Tremella fuciformis等。常見的藥用菌有牛肝菌Boletus edulis、頭狀馬勃Calvatia craniiformis、樹舌靈Ganoderma applanatum、靈芝猴頭Hericium erinaceus、光硬皮馬勃Scleroderma cepa、云芝栓孔菌Trametes versicolor、銀耳Tremella fuciformis、血耳Tremella sanguinea等。常見的有毒菌有烏白鱗鵝膏Amanita castanopsidis、淡玫瑰紅鵝膏Amanita pallidorosea、黃蓋鵝膏Amanita subjunquillea、灰鵝膏菌Amanita vaginata、白霜杯傘Clitocybe dealbata、晶粒鬼傘Oprinusmicaceus、橙黃小皮傘Marasmius aurantiacus等。其中既是食用菌又是藥用菌又是有毒菌的有淡色香蘑Lepista irina、紫丁香蘑Lepista nuda、潔小菇Mycena pura、光硬皮馬勃Scleroderma cepa、乳白口蘑Tricholoma album。

2.3 多樣性、豐富度、均勻度、相似性系數的分析

測度方法，多樣性分析采用Simpson的多樣性指數D（馬克平和劉玉明1994）和Shannon-Weaver指數H’（Shannon＆Weaver 1971）相結合，采用Menhinick的豐富度指數R和Pielou的均勻度指數E（馬克平1994），對樣地進行生態學研究和分析，計算結果如表5所示。

式中：Pi表示第i個種的個體數占所在植被區所有物種個體總數的比例；S為植被區內總物種數；N為植被區內個體總數，i=1，2，3，……S。

采用D.Szymkiewicz的計算公式進行相似性比較:S（相似性系數）=2a/（b+c）×100%。

式中：a代表兩地共有屬數；b、c為各區屬數，兩地共有屬數越多，其相似性就越大，反之越小。

表5 伏牛山不同樣地真菌多樣性指數

樣地物種多樣性、豐富度、均勻度的大小與樣地的環境、植被、氣候等因素息息相關［18］?；谶@一出發點對樣地特點進行深入調查。

龍潭峽樣地植被數量眾多，大量枯枝落葉進入土壤后可轉化為腐殖質，為真菌的生長提供了優良的環境；木札嶺樣地位置特殊，坐落于伏牛山中心地帶，覆蓋大量原始森林，是北溫帶到亞熱帶的過渡地帶，氣候主要為雨熱同期，非常適合大型真菌的生長，大面積的原始森林為動植物以及真菌的生長提供了合適的溫度、營養以及濕度條件，這也是木札嶺樣地真菌數量眾多的主要原因；舞鋼劉山公園植被豐富、森林茂密，是典型的人為開發公園，但仍然保留了一些原始自然風貌，適合作為人文和自然相結合的樣本進行研究；逍遙谷自然風光保存較好，人為改造面積較小，屬暖溫帶大陸性季風氣候，夏季高溫多雨，白晝時間長，從熱帶海洋吹來的東南季風帶來豐沛的降水，森林資源豐富，為真菌的生長提供了環境、濕度和光照條件；四棵樹鄉地處暖溫帶，平均海拔800 m以上，氣候溫暖濕潤，年平均氣溫14.8℃，土壤為棕壤、沙壤，適合多種動植物生長，動植物種類繁多，森林覆蓋率達76%，樹木多為松樹、野生灌木等。年降雨量為1 050 mm，水資源以降雨地表徑流為主，主要河流有大沙河等30多個支流，含沙量少，河水清冽，水質純凈，為真菌生長提供了良好的生長環境、光照以及水分條件。

從樣地環境、氣候、植被與多樣性、豐富度、均勻度計算的結果對比，可以得出：在氣候適宜的前提下，林木、植被覆蓋率越高，真菌的多樣性和豐富度也就越高，均勻度與林木、植被覆蓋率關系不太明顯。龍潭峽、木札嶺樹木覆蓋率極高，受人類干涉程度較小，尤其是木札嶺幾乎一半以上區域被原始森林覆蓋。兩地氣候均為雨熱同期，為真菌生長提供了良好的營養和水分條件，極大地促進了大型真菌的生長，因此兩地的多樣性系數和豐富性系數明顯高于劉山公園、逍遙谷、四棵樹等三個樣地。從均勻度指數E的計算數據來看，五個樣地均勻度指數差別不大，說明這五個樣地的環境對真菌生長的影響相差不大。

3 結果與討論

實驗共采集到標本326份，鑒定出159種，隸屬于2門3綱9目42科88屬，其中食用菌52種、藥用菌48種、有毒菌25種。伏牛山大型真菌資源的優勢科（≥6種）共計8科，71種，分別占總科數、總種數的19.0%和44.6%，其中占比最大的是多孔菌科Polyporaceae包含12種，占總種數的7.5%；牛肝菌科Boletaceae包含11種，占總種數的6.9%；傘菌科Agaricaceae包含10種，占總種數的6.3%。其余科雖然所占比例不大，但是依然是伏牛山菌種資源組成的重要部分。伏牛山大型真菌資源的優勢屬（≥5種）有6屬，共計36種，分別占總屬數、總種數的6.8%和22.6%。其中所占比例最多的屬為離褶傘屬Marasmius8種，占伏牛山真菌總種數的5.0%，小菇屬Mycena 7種，占總種數的4.4%。

伏牛山大型食用藥用真菌資源豐富，在三次實地采集回的326個標本中，通過宏觀形態、微觀形態、分子層面的鑒定，共鑒定出159種。通過中國食用菌名錄對比，其中食用菌包括36屬共52種。通過中國食藥用有毒真菌物種對比，其中藥用菌包括42屬共48種。通過中國毒蘑菇名錄對比，其中有毒菌包括19屬共25種。

調查發現，樣地的環境、氣候會直接影響到菌種資源的多樣性。此次選取的五個樣地龍潭峽、木札嶺、劉山公園、逍遙谷、四棵樹氣候分布相似，皆為雨熱同期。不同的是龍潭峽、木札嶺的森林，灌木覆蓋面積大、郁閉度較高、地表腐殖層厚、土質肥沃、相對濕度大，為大型真菌的生長提供了有利條件，因此樣地內真菌的多樣性和豐富度都比較大。而劉山公園、逍遙谷、四棵樹等地由于人為干擾較為嚴重，植被覆蓋面積迅速減小，導致大型真菌的生存環境遭到破壞，真菌多樣性、豐富度逐漸下降。

分析可知，中國真菌資源豐富，各種食、藥用菌分布廣泛，但真菌資源現狀不容樂觀。以本次實驗研究的舞鋼市劉山公園、欒川縣廟子鎮逍遙谷、魯山縣四棵樹鄉文殊寺為例，受人類活動的影響，生態環境逐漸惡化，真菌的多樣性、豐富度都逐漸下降，因此對真菌生長的生態環境進行保護刻不容緩。