青藏高原退化草地生态系统中菌根真菌群落特征研究

Soil links the above- and below-ground ecosystems,be as an unopened "black-box".Understanding the processes that structure ecological communities and function of biodiversity have long been a central aim in ecological research. In previous data, the plant biomass, community structure, and population density altered in chronsequnce deterioration alpine grassland of Qinghai-Tibet Plateau,and therefore, stronger competive and bigger individual have observed.However,the spatio-temporal dynamics of a functionally important community of rhizosphere microbes, the arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, response and feedback to these changes? How are AM fungal assemblages in a chronosequence of natural reesatablished ecosystem after strong degredation due to grazing and farming? Are there any coupling relationship between above-/belowground ecosystem in changed and changing environments? Here, Through the analysis of AM fungal assemblegaes in deteriorated grassland,and plant-AMF interactions, the main goals are to uncover the menchanisms of mutual driver of below/above ground biocommunity.The projected data aim to provid the scientific support for rehabiting the deteriorated alpine medow ecosystem and give advice for rational use.

土壤生物多样性与生态系统功能及其稳定性之间的关系是当今生命科学领域的研究热点。青藏高原退化草地处于自然恢复演替之中，植物群落结构多样性与植物根际土壤互惠共生真菌（丛枝菌根真菌，AMF）群落如何变化？地下AMF类群的变化能否记录和反映地上生态系统的结构特征与功能群特征。地下生物功能群及生物多样性是否存在时空分布上的差异？与地上植物物种及其群落特征如何偶联？本项目通过系统研究退化草场恢复过程中植物群落结构的变化对土壤丛枝菌根真菌生物群落构成、数量、活性和养分及时空动态的影响；研究青藏公路沿线不同植被覆盖下AMF群落组成特点及互惠网动态关系，高寒草地生态系统草地扰动与对植物-AMF互作的网络结构分析，探讨AMF群落演替规律，揭示地上植物群落组成与地下生态系统土壤界面过程相互作用的机理，为高寒草甸生态系统的合理利用和退化草地恢复措施提供科学支撑。

以青藏公路沿线取土后自然恢复的高寒草地为实验样地。根据草地恢复年代，选取了五道梁、沱沱河和通天河3处样带，每个样带在垂直于公路10、20、50、100、500m处设计5个采样断面，共75个0.25m2的样方。结果如下发现：（1）、自然恢复过程中，土壤理化性质在距公路不同距离的样点差异显著，土壤氮含量是限制当地生态系统自然恢复的关键土壤因子。在靠近公路的样点，植物盖度及多度显著低于远离公路的样点；植物群落结构在不同样点间存在显著差异。（2）、AM真菌侵染率在通天河样地不同样点间差异显著、在其他两个样地无显著差异；AM真菌多样性在沱沱河样地随距公路距离的增加呈现显著下降趋势，在其余样地无显著差别。AM真菌群落结构在所研究样地均无显著差异，且与土壤、植物等环境因子无显著相关性。公路建设未能对AM真菌的群落结构造成显著影响或是AM真菌在自然恢复过程中得到较快地恢复。同时，以沱沱河路段的人工植被恢复示范样地为研究对象，得到的结果如下： 不同样地中AM真菌侵染率和真菌菌丝密度均有显著差异，其中单播梭罗草样地中的AM真菌侵染率最高，表明这种恢复方式有利于快速恢复AM真菌与植物的共生关系；共鉴定出20种AM真菌分子种（5科6属），其中原生样地的分子种数最高，而单播冷地早熟禾样地则最低；虽然AM真菌多样性指数和物种组成在不同处理间无明显差异，但相对来说，单播梭罗草样地的AM真菌群落结构与原生样地最相似。结果表明，青藏高原地区的公路铺设等环境扰动显著降低了地上植物的盖度与多样性，其影响远大于地下AM真菌；自然恢复过程中，地下AM真菌可以得到较快恢复，但地上植物的恢复需要较长时间。人工种植植被有效地增加了地上植被盖度和多样性、提高了土壤真细菌的物种和功能多样性。人工种植梭罗草样地的植被、土壤性质、土壤微生物群落等特征与未破坏的原生样地更相近，表明梭罗草的播种恢复有助于快速恢复青藏高原植被破坏区的生态环境。