典型栎林外生菌根真菌多样性维持机制及生物指示作用研究

Ectomycorrhizal fungi diversity is the important part of the biodiversity in forest ecosystem. As one kind of important forest resource, ectomycorrhizal fungi play the significant roles in forest communities stability and forest productivity. Ectomycorrhizal fungi diversity may alter with the changing biotope. In order to explore the maintaining mechanism and the biological indicator functions of ectomycorrhizal fungi for healthy forest ecosystem, their diversity, leading environmental factors of their occurrence, species or genus succession and the indicator functions will be researched in natural secondary Quercus forest and different aged Quercus plantation. We will use different discipline methods to investigate plant communities characteristics and soil quality characteristics. Ectomycorrhizal fungi in root tip and soil will be identified by biological molecular method. The research will not only provide theoretical basis for the protection and utilization of ectomycorrhizal fungi diversity, but also provide important scientific evidence for the evaluation of healthy forest ecosystem.

外生菌根真菌多样性是森林生态系统内生物多样性的重要组成部分。作为重要的森林生物资源，因其可增强植物营养提高抗逆能力，在维持森林群落稳定和森林生产力中发挥着不可或缺的作用。对不同的森林生态系统而言，生境改变必然影响外生菌根真菌多样性。本研究以辽东山区人工栎林和天然次生栎林生态系统为研究对象，通过植物群落生态学调查、根尖/土壤中外生菌根真菌rDNA提取及分子生物学技术的鉴定、栎林土壤理化性质及生物学特征的测试，从外生菌根真菌多样性、影响典型栎林外生菌根真菌发生的主导环境因子、外生菌根真菌群落随栎林演替的变化、外生菌根真菌的演变对栎林生态系统健康（植物群落稳定性和土壤质量）的指示作用四方面内容研究外生菌根真菌多样性在典型栎林不同演替阶段中的维持机制及对栎林生态系统健康的指示作用。该研究结果可为森林生态系统内生物多样性- - 外生菌根真菌多样性的保护与利用及森林生态系统的健康评价提供重要基础理论依据。

外生菌根真菌多样性是森林生态系统内生物多样性的重要组成部分。作为重要的森林生物资源之一，因其具有增强植物营养与抗逆能力等功能，在维持森林群落稳定和森林生产力中具有重要作用。本项目选择天然次生蒙古栎林和人工麻栎林为典型栎林代表，以真菌/外生菌根真菌为主要研究对象，开展了不同发育演替阶段蒙古栎林真菌/外生菌根真菌群落组成与多样性变化、蒙古栎林土壤微生物驱动土壤有机质分解作用、几种外生菌根真菌分泌典型有机酸对土壤元素钾的响应和Cd污染胁迫下真菌/外生菌根真菌群落多样性变化及其对栎树幼苗生长的作用四个方面的研究工作。取得以下主要研究结果：（1）真菌/外生菌根真菌在不同发育演替阶段蒙古栎林中群落组成和多样性发生较大变化，真菌类群的变化主要受土壤理化特性的影响，林龄影响不显著。子囊菌门中的Lachnum与土壤总磷、有效磷和有机碳呈正相关，而与硝态氮、含水量和pH呈负相关。担子菌门中的Russula与总磷、有效磷、铵态氮和土壤有机碳呈显著负相关，与硝态氮、含水量和pH呈显著正相关。（2）真菌生物量的顺序为40年 > 20年 >30年；多数真菌发生在40年林龄的蒙古栎林中，真菌Chao1和CEC两个因子显著解释了土壤积累CO2呼吸通量。（3）外生菌根真菌分泌有机酸的能力因菌株不同而异。从生物进化与环境相适宜的角度看，Pt 715、Ld 2和Bo 15可能因长期生长在缺钾的土壤环境，进化出分泌大量有机酸活化土壤无效钾的能力。（4）镉改变了真菌/外生菌根真菌群落结构，低浓度的镉增加了土壤真菌/外生菌根真菌的多样性和丰度，不同Cd浓度污染下，真菌/外生菌根真菌促进栎树幼苗生长和吸收N养分的作用不同。通过以上内容的研究，达到了项目预期的研究目标，研究结果对典型栎林真菌/外生菌根真菌资源的保护及其功能的理解提供了基础科学依据。