调查和监测的目标、内容、指标、时间、样地布局和准备工作

1 调查和监测的目标

土壤微生物专项网的监测工作主要依托于现代高通量测序技术、生物信息学以及传统的微生物学方法，对我国主要生态系统中土壤微生物的多样性进行监测，以实现下列科学目标。

（1）监测我国主要生态系统（农田、草地、森林、湿地）土壤微生物及典型森林系统中的大型真菌组成、多样性的时空分布格局，绘制国家尺度分布图，发布系列监测数据集。

（2）监测典型生态系统中土壤微生物基因组的组成和多样性，解析土壤微生物多样性变化与生态系统功能的关系。

（3）解析自然变异和人为扰动对土壤微生物组成和多样性及其空间分布的影响，阐明土壤微生物空间分布的驱动机制。

（4）建立土壤微生物数据库，整合土壤微生物监测的数据，为利用土壤微生物资源服务。

2 内容和指标

围绕土壤微生物的物种和基因的组成与多样性，土壤理化性质以及植被信息等参数，在典型森林、草地、湿地生态系统中开展定点长期监测（表1）。

2.1 土壤微生物多样性

调查土壤细菌、古菌、真菌、病毒在门、纲、目、科、属、种（OTU/ASV）水平上的组成和多样性。监测方法是利用基于PCR的高通量测序技术和生物信息分析，包括土壤样品DNA提取、PCR扩增、高通量测序、质量控制、OTU/ASV划分、分类鉴定等。

2.2 大型真菌多样性

大型真菌是指在自然环境中形成肉眼可见的子实体的真菌类群，主要属于担子菌门，少数属于子囊菌门。监测方法是通过野外调查、子实体采集、子实体的宏观与微观形态观测和DNA条形码方法，进行物种鉴定。

2.3 土壤微生物基因组多样性

土壤微生物宏基因组的组成与多样性，主要包括参与碳氮等物质代谢和循环相关的功能基因，以及土壤病毒基因组等。监测方法是利用DNA高通量测序技术和生物信息分析，包括土壤样品DNA提取、高通量测序、质量控制、功能基因注释、鉴定等。

2.4 可培养土壤微生物多样性

可培养土壤细菌和真菌的群落组成与多样性。利用传统土壤平板稀释方法和高通量微生物培养技术，分离、培养、纯化微生物菌株，利用形态学、生理生化和分子生物学技术鉴定微生物物种。

2.5 土壤理化性质分析

利用pH计、碳氮元素分析仪、电感耦合等离子原子发射光谱仪和电导率仪测定土壤pH、土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、硝态氮以及钙、镁、钾、锰、铝等金属离子含量和土壤电导率，利用环刀法测定土壤容重。

2.6 植被信息调查

            利用样方调查法对监测样地的生态系统类型、植被盖度、丰富度、优质植物物种和植物生物量等信息进行调查，了解和微生物相关的植被信息。

表1 土壤微生物多样性监测的主要内容、方法和指标

3 时间和季节

大型真菌子实体的生长有一定的季节性，其发生程度与温度和降水量等因子密切相关。因此，在调查大型真菌时，需要根据其生长季节及气候等情况制定科学合理的调查计划，尽可能覆盖大型真菌子实体生长全周期，采集到不同发育阶段的个体。大型真菌子实体的采集，北方地区通常在6月份至9月初，中南部亚热带、热带地区在5月至10月，每年可根据实际情况调整。另外，对于土壤样品的采集，建议在植物生长最旺盛的时期，如8月份等。

4 监测地点布局

依托我国生物多样性监测网络在南北热量梯度下森林生态系统、东西水分梯度下典型草原生态系统以及典型湿地生态系统建立的大样地或观测点，进行土壤微生物多样性方面的长期监测。这些监测点在不同领域已经开展了一些监测工作，生态系统代表性强，基础资料齐全，软硬件条件均能得到保障。

5 调查和监测前的准备工作

5.1 地点选择

              土壤微生物多样性监测依托我国生物多样性监测网络在全国不同生态系统中建立的固定大样地或观测点；同时，可以根据土壤微生物多样性监测的要求，选择固定大样地以外的监测辅点，但是需要在采样前根据采样的目的，提前搜集目标区域气候、植被、土壤等背景信息。根据这些信息，现场考察多个候选采样点，比较评估后选择代表性样地，记录下经纬度信息，供后续样品采集。

5.2 人员培训

采样前负责人对采样目标、日程安排、样点概况和安全事宜进行讲解。同时对采样骨干人员进行相关技术培训，做到采样标准相对一致。

5.3 采集工具

        采样现场信息统计表、GPS、取样铲、3~5 cm直径的土钻、无菌自封袋、采集刀、乳胶手套、记号笔、卷纸、干冰或冰袋、塑料泡沫盒、胶带、照相机、防蚊罩和防蚊药、便携式标本烘干箱。

5.4 常用的野外参考书

目前，国内学者出版了中国很多省份大型真菌图鉴，当地人文地理环境手册等，如《中国菌物学100年》《中国大型真菌原色图鉴》《中国大型真菌》《中国蕈菌》《秦岭真菌》《辽东地区大型真菌彩色图鉴》《江西庐山大型真菌图鉴》《湖南大型真菌图鉴》《Higher Fungi of Tropical China》以及相关的著作，认真阅读，充分准备采集工作。