水、氮耦合对长白山阔叶红松林凋落物层真菌氮转移通道的影响

Forest ecosystems are the one of most important nitrogen retention places, which can control the nitrogen biogeochemistry cycling at global scales. Due to atmospheric nitrogen deposition increasing year by year and changes of rainfall pattern, much attention has been paid to the role of nitrogen retention hold by forest, but as a result of the nitrogen cycle and microbiological mechanism are insufficient, the nitrogen sink of predict there is greater uncertainty. Fungus channel in Litter layer can transfer more than half of the forest of nitrogen and its role in nitrogen retention is to be reckoned with, it is a pity that now knew little about the fungal channel.The objective of this proposal is to uncover the contribution of nitrogen transfer and transformation to the nitrogen cycling, explore the response of the microbial community driving the both processes to nitrogen deposition and precipitation in Changbai mountain forest ecosystem. We manipulate the nitrogen deposition and precipitation in an old-growth natural pine and broad leaved forest. We plan to labeled the leaf litter with 15N and measure the fungi and bacteria with 15N-DNA-SIP technique.

森林生态系统是氮固持的重要场所，对于全球氮循环具有重要的调控作用。在大气氮沉降逐年增加和降雨格局变化的背景下，森林氮固持作用备受关注，但由于氮循环和固持微生物学机理研究的不足，对氮固持的预测还存在较大不确定性。凋落物层真菌通道能转移森林半数以上的氮素，其在氮固持中的作用还知之甚少。本项目以长白山天然阔叶红松林凋落物层为研究对象，以长期降雨、氮沉降样地为平台，应用15N示踪和15N-DNA-SIP分子探针技术，重点研究氮转移真菌通道对水、氮耦合的响应，阐明氮转移真菌群落组成对水、氮耦合的响应机制，提出长白山阔叶红松林凋落物层氮转移模式，探讨长白山阔叶红松林凋落物层真菌在氮固持中的作用和贡献，为森林氮固持模型提供参数，也为北温带森林生态系统凋落物层管理和氮饱和评估提供基础数据和理论支持。

鉴于氮循环微生物学机理研究的不足，对氮固持预测还存在较大争议。本研究通过向木质部注射15N-硝酸铵营养液,获得15N标记凋落物，并应用其进行了氮沉降和降水减少情景下的分解研究。我们发现：.新-旧凋落物中真菌以子囊菌和担子菌为主，旧凋落物中担子菌为主，而新凋落物中子囊菌为主，新旧凋落物间起氮素转移作用得真菌有500个OTU，主要为黑星菌科真菌。有少数能注释到种水平，如，Devriesia pseudoamericana，Tothia fuscella，Tothia fuscella，Lophium mytilinum，Corynespora citricola 和Anguillospora longissima等。.降水减少与对照相比，凋落物中真菌多样性略有提高。降水减少凋落物中以子囊菌为主，其次是担子菌，处理对这两类真菌的总体影响不显著，仅担子菌相对丰度在降水减少情况下略有降低。降水减少明显增加了优势纲的丰富度，如，粪壳菌纲和座囊菌纲纲，另外两个纲，即锤舌菌纲和伞菌纲略有提高。氮转移真菌主要有黑星菌科的Cylindrosympodium、Fusicladium、Venturia和Veronaeopsis等。.凋落物品质对氮转移真菌也具有重要影响，蒙古栎和紫椴凋落物中粪壳菌纲和座囊菌纲纲的相对丰度较高；红松凋落物中，粪壳菌纲的相对丰度较低，锤舌菌纲（Leotiomycetes）、座囊菌纲和伞菌纲较高。三种凋落物共有OTU 357个。主要氮转移真菌有Capnodiales，Pleosporales，Venturiaceae，Venturiaceae，Venturiaceae和Exophiala等。.低氮添加对凋落物分解微生物具有一定促进作用；高氮对凋落物分解微生物具有显著的抑制作用。凋落物混合分解，对高氮表现出显著效应。氮添加对凋落物残体α-葡萄糖苷酶具有促进作用，β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶表现抑制作用。氮添加改变凋落物真菌群落结构，三种氮添下三种凋落物中共有真菌OTU190个，这些是凋落物氮转移的核心类群，主要是子囊菌门类群。.综上，本项目阐明氮转移真菌群落组成对降水、氮沉降变化的响应机制，定性长白山阔叶红松林凋落物层氮转移真菌种类，可为森林氮固持模型提供参数，也将为北温带森林生态系统凋落物层管理和氮饱和评估提供基础数据和理论支持。