我国北方农牧交错带丛枝菌根真菌多样性及其驱动因子研究

在我国北方农牧交错生态脆弱区，由于人类过度开发利用自然资源而导致生态环境恶化，生物多样性和土地生产力急剧下降。研究该区域生物多样性变化及其驱动因子，对于保护和合理利用本地生物资源，实现脆弱生态系统生态重建具有重要意义。基于土壤生物群落在生态系统结构和功能稳定中的关键作用，本项目拟运用分子生态学和生物地理学的理论和方法研究农牧交错带中关键土壤功能微生物丛枝菌根真菌的生物多样性，综合比较不同生态格局下菌根真菌群落组成及多样性变化的时空分布规律及生态效应；通过多元回归树（MRT）分析和聚合推进树（ABT）分析等多元统计方法，定量解析历史进化因子和当代环境因子对菌根真菌生物多样性变化的相对作用大小，确定多样性变化的主控因子。研究工作将为科学分析预测环境变化(如全球气候变化、土地利用方式改变等)对生态脆弱区土壤生物群落的可能影响，以及拟定脆弱生态系统科学管理对策和生物多样性保护策略提供理论依据。

在我国北方农牧交错生态脆弱区，由于自然环境变化和人类过度开发利用自然资源而导致生态环境恶化，生物多样性和土地生产力急剧下降。研究该区域生物多样性变化及其驱动因子，对于保护和合理利用本地生物资源，实现脆弱生态系统生态重建具有重要意义。基于土壤生物群落在生态系统结构和功能稳定中的关键作用，本项目运用分子生态学和生物地理学的理论和方法研究农牧交错带中关键土壤功能微生物丛枝菌根（AM）真菌的生物多样性，综合比较不同土地利用方式下AM真菌群落组成、多样性变化及其生态效应；通过多元分析和结构方程模型等定量解析环境因子对AM真菌生物多样性变化的相对作用大小，确定多样性变化的主控因子。在系统的野外调查工作基础上，本项目还开展了野外定位试验，验证环境因子和人类干扰活动对AM真菌多样性的影响及作用机制。.研究结果表明，在北方农牧交错带草地开垦为农田显著降低了AM真菌的多样性、菌丝密度，并且明显改变了AM真菌群落结构。土地利用方式改变主要是通过提高土壤有效磷含量及改变土壤结构间接影响AM真菌多样性和菌丝密度，另一方面则通过直接干扰作用（如土壤扰动和灌溉）影响菌根真菌群落结构。对于北方农牧交错带草地生态系统AM真菌分布规律及其驱动因子的研究表明，温度和土壤肥力是菌丝密度的重要影响因子，年均温与菌丝密度呈正相关，而土壤肥力与菌丝密度呈负相关；另一方面，土壤结构、土壤有效磷与年均温共同影响AMF的群落构。野外长期定位试验进一步证实，在草地生态系统连续６年施磷肥显著降低了菌根侵染率和菌丝密度，而对AM真菌群落结构没有显著影响。.本项目研究结果有助于更全面地认识干旱-半干旱温带草原生态系统中AM真菌群落对环境变化的响应机制，为预测全球气候变化及人类干扰活动对生态脆弱区土壤生态系统的可能影响，以及实现脆弱生态系统科学管理和生物多样性保护提供了理论依据。.基于本项目研究工作，目前已发表研究论文6篇（其中SCI收录2篇），投稿2篇（均为SCI收录杂志）。培养博士生3名，硕士生2名。2011年项目负责人获得省部级科研奖励1项。