琅琊山风景区空气真菌群落组成

柴新义，胡兴翠，于士军，张微微，马玉华

(滁州学院生物与食品工程学院，安徽滁州239000)

琅琊山风景区空气真菌群落组成

柴新义，胡兴翠，于士军，张微微，马玉华

(滁州学院生物与食品工程学院，安徽滁州239000)

为了解琅琊山景区在不同季节、不同景点和不同时间段空气真菌的组成特点，采用自然沉降法采样，研究了空气真菌群落的组成和生态分布特征.结果表明，共获得可培养空气真菌6 173株，隶属于4目，8科，28属，其优势属为丝核菌属Rhizoctonia、圆束霉属Anthromycopsis、小菌核菌属Sclerotium、膝节霉属Gonatophragmium、团丝核菌属Papulaspora.不同季节空气真菌的组成存在显著差异(P＜0.05)，以春季的菌群和菌株数量最多，冬季的菌群和菌株数量最少.不同景点空气真菌的组成以林内空气真菌菌群和菌株数量最多.除夏季外，其余季节空气真菌均是下午的菌群数量多于上午的菌群数量.自然环境、气候条件、人类旅游活动变化等因素与景区空气真菌组成及生态分布存在密切的动态联系.

琅琊山；分离频率；生态分布；菌群组成

空气真菌分布广泛，它作为生态系统重要的组成部分之一，有着极其重要的生态系统功能[1－2].空气中广泛分布真菌孢子等生物粒子不仅具有极其重要的生态功能，还与空气环境质量、空气污染和人体健康密切相关[3].目前，空气真菌研究的内容主要针对城市生态系统空气微生物污染及其空气疾病的控制[4]，世界上许多地方过敏性疾病的发生呈显着上升的趋势，如人类哮喘病的发生就与链格孢霉Alternaria密切相关[5].真菌细胞壁成分，如葡聚糖及与该结构有关的成分，被认为是空气真菌引起炎性反应的主要因素[6].空气中黑葡萄状穗霉Stachybotrys atra孢子中曾分离出单端孢霉烯族毒素[7]，并证实其具有抑制肺巨噬细胞蛋白合成及抑制胸腺细胞增殖的作用[8].从生态学角度对国家旅游风景区等生态系统空气真菌进行研究的报道很少[9]，且研究多局限在某一季节，未能全面了解景区空气真菌随着季节、景点和时间的变化所发生的规律性变化.琅琊山为国家重点风景名胜区和国家森林公园，位于安徽省东部，滁州市西南郊，城山一体，是安徽省五大风景区之一，总面积约4 900 hm2.在气候上属于亚热带季风气候，四季分明，光照充足，雨量充沛.年平均气温约15.2℃，7月份均温27.4～27.9℃，1月份均温0.9～1.9℃，极端最高温41.5℃，极端最低温－23.8℃，≥10℃有效积温为700～4 900℃，年均降水量1 050 mm以上[10].该自然保护区处在亚热带常绿阔叶林向温带落叶阔叶林过渡地带，地带性植被为北亚热带常绿阔叶与落叶阔叶混交林，该区森林平均覆盖率86%以上[11].随着旅游景点的日益开发开放，琅琊山风景区的空气环境受到明显影响.鉴于此，我们围绕安徽琅琊山风景区空气真菌群落的组成和生态分布进行了研究，以了解景区在不同季节、不同景点和不同时间段空气真菌的组成特点，并探讨其与环境气候因素和人类旅游活动之间的可能联系，这对阐明琅琊山风景区空气真菌菌群与其生境的关系、维持琅琊山风景区生态系统结构与功能具有重要的理论和现实意义.同时，为研究我国风景区的空气真菌组成和生态分布特征及合理开放景区资源与环境保护等提供有益参考资料.

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 设备 超净工作台(SW-CJ-1BU型，苏州新区枫桥净化设备厂)，立式压力蒸汽灭菌锅(BXM-30R型，上海博讯实业有限公司)，电子天平(FA1104型，上海精科天美科学仪器有限公司)，普通光学显微镜(XDG-109C型，宁波舜宁仪器有限公司)，生化培养箱(LRH-250A，韶关泰宏医疗器械有限公司)等.

1.1.2 培养基 马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA).

1.2 方法

1.2.1 样地设置及空气采样 采样地点选择具有代表性的景点琅琊山东大门、醉翁亭、琅琊寺、南天门和林区，共计5个采样地点，各景点简况见表1.采样时间分为春、夏、秋、冬四季，每10 d对上述每一个样地进行采样1次，1年内每一个样地共采样36次，每次采样分上午(8:00～10:00)和下午(16:00～18:00)两个不同时间段进行景区内空气真菌的采样.采用曝皿法(自然沉降法)在设置的每个采样地点选取5个采样点分别各放置1个平板，放置高度为1.5 m，打开皿盖，曝皿5 min[9].取样完成后，带回实验室进行培养.

表1 琅琊山风景区5个采样点简况Table 1 Environmental characteristics of 5 sampling spots at Langya Mountain

1.2.2 培养及计数 将采样后的平板置于25℃恒温培养箱中培养7－14 d，统计真菌菌落数.在每个采样点选择不同培养特征的菌落，除做菌落计数外，分别进行纯化和增殖，将纯培养物转接到斜面培养基上，经培养后置于4℃冰箱保存.

1.2.3 鉴定方法 采取形态分类鉴定法进行菌株初步鉴定，对未产孢的种类采取低温、干燥(降低湿度)、紫外线照射和降低营养供给等方法诱导和刺激产孢.分类主要依据Barnett＆Hunter和Sutton的分类系统[12－13].同时，参照其它有关真菌鉴定工具书进行鉴定[14－15].

1.2.4 数据分析 分离频率(isolation frequency，IF):某一指定类型真菌的菌株数量占分离培养的真菌菌株数量的百分率，用于比较和判断优势菌群[16].

利用软件SPSS 16.0分析在不同景点、季节、时间段空气真菌菌群的组成差异.

2 结果与分析

2.1 琅琊山风景区空气真菌菌群的组成

试验结果表明(表2)，琅琊山风景区共分离可培养空气真菌6 173株，经初步鉴定其分属于4目，8科，28属，其中优势科为束梗孢科Stilbaceae(21.08%)，暗梗孢科Dematiaceae(14.48%)，丛梗孢科Moniliaceae(13.09%)，优势属依次为丝核菌属Rhizoctonia(25.24%)，圆束霉属Anthromycopsis(17.95%)，小菌核菌属Sclerotium(16.09%)，膝节霉属Gonatophragmiu(8.79%).

表2 琅琊山风景区空气真菌菌群组成Table 2 Airborne fungi community in Langya Mountain

2.2 琅琊山景区不同季节空气真菌组成及分析

试验结果表明(表3、表4)，琅琊山景区不同季节空气真菌菌群的组成存在显著差异，以春季分离菌株数量最多(2 394株，占38.78%)，种类最多(26属，占92.86%)，丰富度指数Margalef index(R)最高(2.23)，以冬季的分离菌株数量最少(1 020株，占16.52%)，种类最少(16属，占57.14%)，多样性指数Shannon-Wiener index(H′)、丰富度指数Margalef index(R)和均匀度指数Evenness index(E)为最低，分别为1.57、1.50和0.57.

琅琊山景区空气真菌菌群在不同季节其优势菌群(IF≥5%)的构成存在一定差异.同时具有的优势菌群有圆束霉属Anthromycopsis、小菌核菌属Sclerotium、丝核菌属Rhizoctonia、团丝核菌属Papulaspora.此外，春季还有膝节霉属Gonatophragmium(占24.24%)，夏季有柱孢属Cylindrocarpon(占13.41%)，秋季总葡萄孢属Basidiobotrys(占8.48%)、柱孢属Cylindrocarpon(占5.42%).同时，研究结果表明，空气真菌菌群组成具有一定的季节特异性(表3)，比如镰孢霉属Fusarium、聚端孢霉属Trichothecium和拟黑根霉属Thielaviopsis仅在春季出现，而在其他季节未分离到.通过非参数单因素方差分析显示，琅琊山风景区空气真菌菌群组成在不同季节之间差异显著(P＝0.002～0.049＜0.05).

表3 琅琊山风景区不同季节空气真菌组成及生态分布特征Table 3 Composition and ecological distribution characteristics of airborne during different seasons in Langya Mountain

表4 琅琊山不同季节空气真菌菌群多样性指数Table 4 Diversity indices of airborne fungi during different seasons in Langya Mountain

2.3 琅琊山不同景点空气真菌组成及分析

试验结果表明(表5、表6)，不同景点空气真菌菌群的种类、数量和优势菌属存在差异.琅琊山东大门有20属，占71.43%，其中优势菌属为丝核菌属Rhizoctonia(占26.11%)、圆束霉属Anthromycopsis(占22.79%)、小菌核菌属Sclerotium(占15.90%)、膝节霉属Gonatophragmium(占8.996%)、团丝核菌属Papulaspora(占6.463%)、青霉属Penicillium(占6.201%).醉翁亭景点有20属，共分离1 054株，其中优势菌属为丝核菌属Rhizoctonia(占23.72%)、圆束霉属Anthromycopsis(占17.93%)、小菌核菌属Sclerotium(占16.51%)、团丝核菌属Papulaspora(占12.14%)、膝节霉属Gonatophragmium(占7.590%)、曲霉属Aspergillus(占4.364%).林中有23属，共2 018株，其中优势菌属为丝核菌属Rhizoctonia(占21.90%)、小菌核菌属Sclerotium(占15.36%)、膝节霉属Gonatophragmium(占13.53%)、圆束霉属Anthromycopsis(占12.04%)、柱孢属Cylindrocarpon(占9.415%)、团丝核菌属Papulaspora(占6.392%).琅琊寺景点有16属，共分离985株，其中优势菌属为丝核菌属Rhizoctonia(占28.32%)、圆束霉属Anthromycopsis(占17.56%)、小菌核菌属Sclerotium(占15.23%)、膝节霉属Gonatophragmium(占11.47%)、柱孢属Cylindrocarpon(占5.076%).南天门景点有16属，共分离971株，其中优势菌属为丝核菌属Rhizoctonia(占30.90%)、圆束霉属Anthromycopsis(占23.38%)、小菌核菌属Rhizoctonia(占18.23%)、团丝核菌属Papulaspora(占5.664%).

表5 琅琊山不同景点空气真菌菌群分离频率Table 5 Composition and isolation frequency of airborne fungi among different scenic spots in Langya Mountain %

同时，研究结果表明空气真菌菌群组成存在景点分布特异性(表5)，如聚端孢霉属Trichothecium为东大门特有菌属；内束孢属Endosporostilbe为醉翁亭特有菌属.

由表6可以看出，以对照林区分离的空气真菌的菌株数量最多，多样性指数Shannon-Wiener index (H′)和Margalef index(R)为最高，分别达2.43和2.00，而与其它景点之间的均匀度指数相差不大.利用统计学非参数单因素方差分析，结果表明林区空气真菌菌群的组成与4个景点之间的空气真菌菌群组成之间差异显著(P＝0.003～0.028＜0.05)，而4个不同景点之间的空气真菌菌群组成差异不显著(P＝0.221～1.000＞0.05).

2.4 琅琊山景区不同时间段空气真菌菌群组成及分析

试验结果表明(表7)，琅琊山景区在不同时间段空气真菌菌群的组成存在一定差异，除了夏季上午的菌群种类(20属)多于下午的菌群种类(19属)之外，其余季节空气真菌菌群种类均是下午的菌群种类要多于上午的菌群种类.优势菌群(IF≥5%)的构成在不同的季节的不同时间段存在差异，青霉属Penicillium(占5.87%)、棒束孢属Isaria(占5.84%)、总葡萄孢属Basidiobotrys(占13.37%)分别是春季、夏季和秋季上午时间段空气真菌菌群组成的特异性优势菌群.小菌核菌属Sclerotium(占4.20%)和圆束霉属Anthromycopsis(占3.86%)除分别不是春季下午时间段和秋季上午时间段的优势菌群之外，其是其它任何时间段的优势菌群之一.丝核菌属Rhizoctonia在任一季节里的不同时间段均是景区空气真菌菌群组成的优势菌群.此外，研究还发现景区空气真菌菌群组成还存在一定的季节和时间段的双重特异性现象，如聚端孢霉属Trichothecium和镰孢霉属Fusarium分别仅出现于春季的上午和下午.

3 讨论

研究发现琅琊山风景区空气真菌群落的组成与海拔、植被状况、季节、时间段、温度、湿度等环境条件密切相关.在琅琊山不同景点中以南天门景点的海拔最高，一年四季风速较大，紫外线照射最为强烈，植物种类较为单一和数量相对其他景点植物数量较少，研究结果显示该景点的空气真菌菌群数和菌株数量最少(16属，971株)，与一些已报道的研究结果相似[17－22].

林区植被种类丰富，数量较多，受干扰程度低，森林郁闭度高，湿度较大，存在大量的枯枝落叶物，有利的自然环境条件孕育着丰富的微生物资源，所以在林区空气真菌群落组成较其它景点最为丰富.醉翁亭与东大门相距较近，植被种类、数量都较为接近，且人流量较大，所以菌群种类及数量相差不大.琅琊寺植被数量与种类较多，但琅琊寺景点因烧香游客较多对其产生较大影响，因此菌群种类与数量也相应受到影响.通过非参数单因素方差分析结果表明林区空气真菌菌群的组成与4个景点之间的空气真菌菌群组成之间差异显著(P＝0.003～0.028＜0.05)，而4个不同景点之间的空气真菌菌群组成差异不显著(P＝0.221～1.000＞0.05).由此可见，研究结果与不同景点的环境因素存在着密切的联系.

琅琊山空气真菌菌群在春季和秋季出现的菌群数量相对较高，这可能与该季适宜的温度、湿度、降水等自然环境因素有密切关系，此外，春秋季节一般是景区的旅游旺季，人流量较大，动植物和人类都成为空气真菌菌群构成的主要来源.夏季天气炎热，紫外线照射强烈，不利于真菌的生长，菌群种类与数量减少，而冬季气温较低，同样不利于真菌生长，菌群种类与数量更少.蔡荟梅等报道黄山森林景区夏季空气真菌菌落数量相对较高[17]，可见不同地区、不同季节，空气中真菌群落的组成并不相同，这与不同地区空气真菌的来源、人类的活动及所研究地区的自然条件等有着紧密的关系.

本研究结果显示，琅琊山风景区夏秋不同时间段空气真菌菌群组成存在一定差异，上午时间段(8:00～10:00)空气真菌菌群数量要高于下午时间段(16:00～18:00)空气真菌菌群的数量，这与以往的研究结果相一致[9，17，22].这可能与夏季一天中不同的时间段的气温和大气的稳定状态有关[15]，一天中气流的不稳定运动和太阳辐射中紫外线强度的变化，中午通常达到一天中的最大强度，对空气真菌的影响也是最大的，结果导致夏季上午和下午不同时间段空气真菌菌群构成表现了一定规律的变化.我们围绕安徽琅琊山风景区空气真菌的组成和生态分布进行了研究，这对阐明琅琊山风景区空气真菌菌群与其生境的关系、维持琅琊山风景区生态系统结构与功能具有重要的理论和现实意义.

[1]LI C S，KUO Y M.Characteristics of airborne microfungi in subtropical homes[J].Science of the Environment，1994，155 (3):267－271.

[2]ANGULO-ROMERO J，MEDIABILLA-MOLINA A，DOMINGUEZ-VICHES E.Conidia ofAlternariain the atmosphere of the city of Cordoba，Spain in relation to meteorological parameter[J].International Journal of Biometeorology，1999，43(1):45－49.

[3]GORNY R L，REPONEN T，WILLEKE K.Fungal fragment as indoor air biocontaminants[J].Applied and Environmental Microbiology，2002，68:3 522－3 531.

[4]PASTUSZKA J，PAW U，LIS D O，et al.Bacteria and fungal aerosol in indoor environment in Upper Silesia，Poland[J].Atmospheric Environment，2000，34(22):3 833－3 842.

[5]王雅玲，吕国忠，柴同杰.禽类真菌感染及其毒素中毒后免疫反应研究进展[J].大连民族学院学报，2007，9(5):66－72.

[6]LEINER M A，BALCAZAR H G，STRAUS D C，et al.Screening mexicans for psychosocial and behavioral problems during pediatric consultation[J].Revista De Investigacion Clinica，2007，59(2):16－23.

[7]BUNGER J，ANTLAUF-LAMMERS M，SCHULZ TG，et al.Health complaints and immunological markers of exposure to bioaerosols among biowaste collectors and compost workers[J].Occupational and Environmental Medicine，2000，57(7):458－464.

[8]车风翔，李劲松，柴同杰.空气生物学原理与应用[M].北京:科学出版社，2004:121－123.

[9]凌琪，王晏平.黄山风景区夏季空气微生物分布特征初步研究[J].微生物学通报，2008，35(9):1 379－1 384.

[10]滁州市地方志编纂委员会.滁县地区志[M].北京:方志出版社，1998.

[11]中国植被编辑委员会.中国植被[M].北京:科学出版社，1980.

[12]BARNETT H L，HUNTER B B.Illustrated genera of imperfect fungi[M].4th edition.APS Press，St Paul，1998.

[13]SUTTON B C.The Coelomycetes[M].London:Commonwealth Mycological Institute，1980:1－696.

[14]KIRK P M，CANNON P F，MINTER D W，et al.Dictionary of the Fungi[M].10th edition.Wallingford，UK:CAB International，2008.

[15]魏景超.真菌鉴定手册[M].上海:上海科学出版社，1979.

[16]柴新义，陈双林.青檀内生真菌菌群多样性的研究[J].菌物学报，2011，30(1):18－26.

[17]蔡荟梅，杨书运，蔡敬民.黄山森林景区空气微生物含量及变化规律[J].环境与健康杂志，2008，25(10):877－879.

[18]黄键屏，吴楚才.与城区比较的森林区微生物类群在空气中的分布状况[J].林业科学，2002，35(2):173－176.

[19]于玺华.现代空气微生物学[M].北京:人民军医出版社，2002:120－122.

[20]TONG Y Y，LIGHTHART B.Effect of simulated solar radiation on mixed outdoor atmosphere bacterial population[J].FEMS Microbiology Ecology，1998，26:311－316.

[21]孙振海，鹿建春，伶彦超，等.北京市近地层气象要素与大气细菌浓度分布规律的调查研究[J].中国环境监测，2003，19 (4):11－17.

[22]凌琪，王晏平.黄山风景区空气真菌组成及其生态分布[J].生态科学，2009，28(1):73－77.

(责任编辑:吴显达)

Composition characteristics of airborne fungi in scenic spot of Langya Mountain

CHAI Xinyi，HU Xingcui，YU Shijun，ZHANG Weiwei，MA Yuhua
(School of Biology and Food Engineering，Chuzhou University，Chuzhou，Anhui 239000，China)

To investigate the community structure and distribution characteristics of airborne fungi in Langya Mountain，Anhui Province，airborne fungi were sampled by fallen plate method at 5 scenic spots in Langya Mountain at different time of day and seasons. A total of 6173 isolates were identified and they belonged to 28 genera，8 families，and 4 orders.Rhizoctonia，Anthromycopsis，Sclerotium，Gonatophragmium and Papulaspora were the dominant genera.Composition of airborne fungi varied significantly among seasons(P＜0.05).Varieties of genera and strains were the largest in spring(P＜0.01)and smallest in winter(P＜0.05).Varieties in unexplored forests were the highest(P＜0.01).In terms of time of day，the number of genera was higher in the afternoon than in the morning，while the number was the opposite in summer.To summarize，factors such as natural environment，climatic condition，human activities were closely correlated with composition and ecological distribution of airborne fungi in Langya Mountain.

Langya Mountain；isolation frequency；ecological distribution；community structure

R122.2

:A

:1671-5470(2016)06-0685-07

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2016.06.013

2016－03－07

:2016－06－15

安徽省教育厅高校自然科学研究重点项目(KJ2015A239)；滁州学院科研启动基金项目(2014qd047).

柴新义(1978－)，男，副教授，博士.研究方向:微生物资源与生物技术.Email:xinyianhui＠163.com.