伏牛山大型真菌资源群落生态学研究

鲁 铁，尚浩乐，李 寒，孙琳萱，徐海江，王 源，陈怀中，刘基业，刘 宇，谢朝晖

（1.河南城建学院 生命科学与工程学院，河南平顶山467036；2.鲁东大学 农学院，山东 烟台264025）

真菌群落生态学是大型真菌种类分布规律和区域差异的表现，是进化、演化与环境变迁的结果，与大型真菌的生物学特性、植被类型和地理环境密切相关［1-2］。对伏牛山真菌群落生态学进行研究，探明该区域生态环境与大型真菌的关系、制定该区域的保护策略、对濒危物种进行相应的人为干预、降低物种灭亡的可能性，同时对具有开发价值的大型真菌资源进行合理利用，为该区域资源的集约化开发提供支撑。

伏牛山是长江、黄河、淮河的分水岭，北亚热带和暖温带的气候分区线，是河南省的重要山脉。该山脉地处华北、华中、西南地区交界处，植物种类丰富、群落关系复杂，是暖温带落叶阔叶林向北亚热带常绿落叶混交林的过渡带。伏牛山脉森林植被保存完好，平均覆盖率达到88%，丰富的植被为真菌生长提供了良好的光照、温度、湿度和营养条件。

我国大型真菌资源区域性研究不平衡，大型真菌研究主要集中于东北和西南地区，中部和北部大型真菌的资源调查和多样性研究相对较少［3］。图力古尔等［4］的研究表明，在内蒙古大青沟自然保护区内的真菌区系具有鲜明的温带区系特征。河南省伏牛山脉地处气候湿润与半湿润、暖温带和北亚热带的过渡带，大型真菌资源丰富。杜敏华等［5］对伏牛山自然保护区大型真菌多样性进行了初步调查，增补了3种河南新记录菌种。Hawksworth［6］于1991年预估全球菌类物种近150万种，目前人类对菌物的认识十分有限，到2008年被全世界认可的真菌有97 861种，占预估总数的6.5%。由于大型真菌出菇时间短，研究受季节限制，伏牛山大型真菌具有进一步的研究价值。

欧洲真菌保育学会在2005年联合亚美尼亚、奥地利、比利时、保加利亚等26个国家编目了红色名录［7］。F.Richard［8］通过研究以冬青栎树为主的地中海森林样地，发现外生菌根菌与腐生真菌的多样性和子实体类型与冬青栎植物的密度显著相关，强调了森林结构和大面积木本植物对保护大型真菌的重要性。Jacob Heilmann-Clausen［9］等对丹麦毛榉森林保护区的木生真菌进行研究，在含有281株腐木的地带划分14个样方，共纪录319种真菌。Angelini P［10］等对意大利中部某森林的大型真菌群落及其多样性进行了调查，共确定341个物种，并对真菌物种的丰富度和多样性进行了全面的空间及季节性分析。

随着工业的快速发展，人类活动对生态的影响越发严重，伏牛山大型真菌群落的生存环境也遭到了破坏。目前关于伏牛山大型真菌多样性的调查并不多，通过调查可及时发现濒危大型真菌并有效阻止当地大型真菌多样性的减少，为当地大型真菌资源的开发利用提供依据，同时对调查中出现的具有经济价值的大型真菌加以利用，进而促进当地食用菌产业的发展。

1 材料与方法

1.1 材料

供试大型真菌子实体于2019年7～9月在伏牛山系林地采集。

1.2 调查方法

1.2.1 样地设置

标本采集地点：舞钢市刘山公园（经度113.51°，纬度33.28°）简写WG；鲁山县四棵树乡文殊寺（经度112.52°，纬度33.66°）简写SKS；鲁山县尧山镇龙潭峡（经度112.33°，纬度33.71°）简写 LTX；嵩县车村木札岭（经度112.24°，纬度33.759°）简写MZL；栾川县庙子镇逍遥谷（经度111.74°，纬度33.7°）简写XYG。

1.2.2 调查记录

标本采集方案：7～9月对选取的5个采样点进行实地调查，对采集样品的地点、生境、气候、采集时间进行详细的记录。

1.2.3 标本的鉴定方法

（1）宏观形态观察

野外采集过程中对子实体进行原生态拍照并详细记录新鲜子实体生境及宏观特征。采用传统形态学对标本进行鉴定，通过观察其形态特征并同书籍资料做对比，确定其种属。参考书籍有大型真菌名录、云南真菌图鉴等［11］。

（2）微观形态观察

对标本进行微观形态学观察，以5%KOH溶液为浮载剂在光学显微镜下观察，数量以2～5个子实体为依据，随机测量大约20个成熟孢子及其他微观特征，进行尺寸测量、性状、内含物等特征的记录［12］。

（3）分子生物学鉴定

对于少数难以鉴定的真菌采用分子生物学的方法进行鉴定［13-14］。利用试剂盒提取真菌中的DNA（使用生工B518229真菌DNA提取试剂盒进行提取），采用真菌通用引物ITS（5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’）和 ITS4（5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’）扩增 ITS序列，扩增体系如表 1所示（引物由苏州金唯智生物科技有限公司合成），将自测序列输入分子数据库GenBank进行BLAST比对并进行同源序列的检索，确定真菌标本的种类。

表1 PCR反应体系

2 统计与分析

2.1 标本科属种的鉴定

调查共采集样品326个，鉴定出159种，隶属于2门3纲9目42科88属159种。科属种统计见表2，样地间真菌分布关系见图1。

表2 伏牛山大型真菌科属种统计

图1 样地间真菌分布关系图

由图1可以直观地观察到样地之间的亲缘关系。两样地之间的共有属数分别是龙潭峡和木札岭42种，龙潭峡和舞钢17种，龙潭峡和逍遥谷18种，龙潭峡和四棵树14种，木札岭和舞钢15种，木札岭和逍遥谷16种，木札岭和四棵树13种，逍遥谷和舞钢8种，舞钢和四棵树9种，逍遥谷和四棵树10种。在进行完样地间的种数关系之后，对样地间的相似性系数S进行计算，龙潭峡和木札岭32.89%，龙潭峡和舞钢34.67%，龙潭峡和逍遥谷28.57%，龙潭峡和四棵树30.77%，木札岭和舞钢17.70%，木札岭和逍遥谷20.90%，木札岭和四棵树19.30%，逍遥谷和舞钢37.84%，舞钢和四棵树43.24%，逍遥谷和四棵树30%。从亲缘性方面来看，刘山公园和逍遥谷相似性系数为37.84%，刘山公园和四棵树文殊寺相似性系数为43.24%。结果表明：样地间的相似性系数比较高，亲缘性也相对较高。

伏牛山大型真菌资源丰富，三次实地采集回的326份标本中，通过宏观形态、微观形态、分子层面的鉴定，共鉴定出159种。其中食用菌52种，药用菌48种，有毒菌25种。伏牛山大型真菌资源的优势科（≥6种）共计8科71种，分别占总科数、总种数的19.0%和44.6%［15-16］。数量从多到少排列，具体数据见表3。

除优势科之外，皱孔菌科Meruliaceae、丝盖伞科Inocybaceae、光柄菇科Pluteaceae也是本地区真菌资源的重要组成部分。共含有34科，占总科数的81%；含有88种，占总种数的63.4%，在本区系中属于从属地位。

表3 伏牛山大型真菌优势科（≥6种）的统计

伏牛山大型真菌资源的优势属（≥5种）有6个（详见表4），共计36种，占总种数的22.6%，而属数占总属数的6.8%。种数最多的3个属分别为离褶伞属Marasmius 8种、小菇属Mycena 7种、小脆柄菇属Psathyrella 6种，分别占总种数的5%、4.4%、3.7%。另外，除优势属之外的鹅膏属Amanita、牛肝菌属Boletus、粉褶菌属Entoloma、灵芝属Ganoderma、丝盖伞属Inocybe、环柄菇属Lepiota、乳牛肝菌属Suillus均各占总种数的2.5%，其余（≤3种）杯伞属Clitocybe、地星属Geastrum等共76属占总属数的86.4%，占总种数的62.4%，同在本区系中属于从属地位。

表4 伏牛山大型真菌优势科属（≥5种）的统计

2.2 食用菌、药用菌、有毒菌的分类

本实验共采集标本326份，共鉴定出159种。其中食用菌包括36属共52种，药用菌包括42属共48种，有毒菌包括19属共25种［17］。常见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、银耳 Tremella fuciformis等。常见的药用菌有牛肝菌Boletus edulis、头状马勃Calvatia craniiformis、树舌灵Ganoderma applanatum、灵芝猴头Hericium erinaceus、光硬皮马勃Scleroderma cepa、云芝栓孔菌Trametes versicolor、银耳Tremella fuciformis、血耳Tremella sanguinea等。常见的有毒菌有乌白鳞鹅膏Amanita castanopsidis、淡玫瑰红鹅膏Amanita pallidorosea、黄盖鹅膏Amanita subjunquillea、灰鹅膏菌Amanita vaginata、白霜杯伞Clitocybe dealbata、晶粒鬼伞Oprinusmicaceus、橙黄小皮伞Marasmius aurantiacus等。其中既是食用菌又是药用菌又是有毒菌的有淡色香蘑Lepista irina、紫丁香蘑Lepista nuda、洁小菇Mycena pura、光硬皮马勃Scleroderma cepa、乳白口蘑Tricholoma album。

2.3 多样性、丰富度、均匀度、相似性系数的分析

测度方法，多样性分析采用Simpson的多样性指数D（马克平和刘玉明1994）和Shannon-Weaver指数H’（Shannon＆Weaver 1971）相结合，采用Menhinick的丰富度指数R和Pielou的均匀度指数E（马克平1994），对样地进行生态学研究和分析，计算结果如表5所示。

式中：Pi表示第i个种的个体数占所在植被区所有物种个体总数的比例；S为植被区内总物种数；N为植被区内个体总数，i=1，2，3，……S。

采用D.Szymkiewicz的计算公式进行相似性比较:S（相似性系数）=2a/（b+c）×100%。

式中：a代表两地共有属数；b、c为各区属数，两地共有属数越多，其相似性就越大，反之越小。

表5 伏牛山不同样地真菌多样性指数

样地物种多样性、丰富度、均匀度的大小与样地的环境、植被、气候等因素息息相关［18］。基于这一出发点对样地特点进行深入调查。

龙潭峡样地植被数量众多，大量枯枝落叶进入土壤后可转化为腐殖质，为真菌的生长提供了优良的环境；木札岭样地位置特殊，坐落于伏牛山中心地带，覆盖大量原始森林，是北温带到亚热带的过渡地带，气候主要为雨热同期，非常适合大型真菌的生长，大面积的原始森林为动植物以及真菌的生长提供了合适的温度、营养以及湿度条件，这也是木札岭样地真菌数量众多的主要原因；舞钢刘山公园植被丰富、森林茂密，是典型的人为开发公园，但仍然保留了一些原始自然风貌，适合作为人文和自然相结合的样本进行研究；逍遥谷自然风光保存较好，人为改造面积较小，属暖温带大陆性季风气候，夏季高温多雨，白昼时间长，从热带海洋吹来的东南季风带来丰沛的降水，森林资源丰富，为真菌的生长提供了环境、湿度和光照条件；四棵树乡地处暖温带，平均海拔800 m以上，气候温暖湿润，年平均气温14.8℃，土壤为棕壤、沙壤，适合多种动植物生长，动植物种类繁多，森林覆盖率达76%，树木多为松树、野生灌木等。年降雨量为1 050 mm，水资源以降雨地表径流为主，主要河流有大沙河等30多个支流，含沙量少，河水清冽，水质纯净，为真菌生长提供了良好的生长环境、光照以及水分条件。

从样地环境、气候、植被与多样性、丰富度、均匀度计算的结果对比，可以得出：在气候适宜的前提下，林木、植被覆盖率越高，真菌的多样性和丰富度也就越高，均匀度与林木、植被覆盖率关系不太明显。龙潭峡、木札岭树木覆盖率极高，受人类干涉程度较小，尤其是木札岭几乎一半以上区域被原始森林覆盖。两地气候均为雨热同期，为真菌生长提供了良好的营养和水分条件，极大地促进了大型真菌的生长，因此两地的多样性系数和丰富性系数明显高于刘山公园、逍遥谷、四棵树等三个样地。从均匀度指数E的计算数据来看，五个样地均匀度指数差别不大，说明这五个样地的环境对真菌生长的影响相差不大。

3 结果与讨论

实验共采集到标本326份，鉴定出159种，隶属于2门3纲9目42科88属，其中食用菌52种、药用菌48种、有毒菌25种。伏牛山大型真菌资源的优势科（≥6种）共计8科，71种，分别占总科数、总种数的19.0%和44.6%，其中占比最大的是多孔菌科Polyporaceae包含12种，占总种数的7.5%；牛肝菌科Boletaceae包含11种，占总种数的6.9%；伞菌科Agaricaceae包含10种，占总种数的6.3%。其余科虽然所占比例不大，但是依然是伏牛山菌种资源组成的重要部分。伏牛山大型真菌资源的优势属（≥5种）有6属，共计36种，分别占总属数、总种数的6.8%和22.6%。其中所占比例最多的属为离褶伞属Marasmius8种，占伏牛山真菌总种数的5.0%，小菇属Mycena 7种，占总种数的4.4%。

伏牛山大型食用药用真菌资源丰富，在三次实地采集回的326个标本中，通过宏观形态、微观形态、分子层面的鉴定，共鉴定出159种。通过中国食用菌名录对比，其中食用菌包括36属共52种。通过中国食药用有毒真菌物种对比，其中药用菌包括42属共48种。通过中国毒蘑菇名录对比，其中有毒菌包括19属共25种。

调查发现，样地的环境、气候会直接影响到菌种资源的多样性。此次选取的五个样地龙潭峡、木札岭、刘山公园、逍遥谷、四棵树气候分布相似，皆为雨热同期。不同的是龙潭峡、木札岭的森林，灌木覆盖面积大、郁闭度较高、地表腐殖层厚、土质肥沃、相对湿度大，为大型真菌的生长提供了有利条件，因此样地内真菌的多样性和丰富度都比较大。而刘山公园、逍遥谷、四棵树等地由于人为干扰较为严重，植被覆盖面积迅速减小，导致大型真菌的生存环境遭到破坏，真菌多样性、丰富度逐渐下降。

分析可知，中国真菌资源丰富，各种食、药用菌分布广泛，但真菌资源现状不容乐观。以本次实验研究的舞钢市刘山公园、栾川县庙子镇逍遥谷、鲁山县四棵树乡文殊寺为例，受人类活动的影响，生态环境逐渐恶化，真菌的多样性、丰富度都逐渐下降，因此对真菌生长的生态环境进行保护刻不容缓。