古尔班通古特沙漠藻类的时空分布特征及其影响因子

古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠，地表广泛发育着生物土壤结皮。荒漠藻类是生物结皮的重要成分，在荒漠生态系统中起着重要作用。然而，藻类在该沙漠中的分布特征及其影响因素目前尚不清楚。本项目在古尔班通古特沙漠的不同区域、典型沙垄地貌部位和不同季节进行采样，通过经典培养和现在分子生物学手段（16S rDNA、18S rDNA、rbcL序列测定和PCR-DGGE）来分析藻类的物种多样性、种类组成和优势类群的变化，解读藻类的时空分布特征，揭示藻类在生物土壤结皮演替过程的变化规律；通过测定土壤理化因子（土壤粒径、pH、水分、盐分和养分等）和样方微环境特征（光合有效辐射、紫外辐射强度和土壤温度），并结合藻类的分布特征，采用主成分分析、相关性分析和逐步回归来确定影响沙漠生物结皮中藻类组成和分布的环境因子，并在实验室内进一步验证，最终阐明影响藻类分布的机理和关键环境因子。

古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠，地表广泛发育这生物土壤结皮。荒漠藻类是生物结皮的重要成分，在荒漠生态系统中起着重要作用。通过研究，主要取得以下成果：1）古尔班通古特沙漠生物结皮中可培养藻类共有59种，隶属于4门20科33属。该沙漠藻类物种多样性明显高于其它荒漠地区，这从一定意义上说明了其生态环境特别是微生境所具有的多样性。该区域丰富的藻类物种多样性是固定和半固定沙漠形成的重要原因。2）在古尔班通古特沙漠生物结皮中发现一些新的物种，1个新种（Chroococcidiopsis Nov. sp.)和3个中国新纪录种（Leptolyngbya badia, Leptolyngbya boryana, Microcooleus steenstrupii),另外，3株藻（CXA027, CXA031, CXA110)将拟定为新种新属。3）藻类在古沙漠典型沙垄上的分布具有时空异质性。沙垄不同地貌部位生境条件的差异、不同季节降水、气温和光照强度的变化将影响到藻类种类和数量变化，而这种变化进一步会影响到藻类物种多样性和生物量的变化。藻类在沙垄不同地貌部位分布的差异，将影响到生物结皮的发育。4）植物灌丛内外藻类种类组成的差异主要表现在优势物种及其优势度的变化。pH、速效K、总P、速效N、全K、水分和光照是影响藻类物种分布的主要因子，不同植物灌丛内外土壤理化特性的变化是导致藻类的优势物种发生变化的重要原因。5）通过分子高通量测序的方法研究了沙漠不同区域中藻类的分布特征。结果发现具鞘微鞘藻是生物结皮中的优势物种，在发育较弱和成熟结皮中均存在。除此之外，Microcoleus steenstrupii、未培养的拟色球藻、悦目颤藻、未培养的念珠藻、伪枝藻也是结皮中常见物种。蓝藻的多样性和生物量与结皮发育紧密相关，结皮发育较好的沙漠中部和北部地区蓝藻物种多样性和丰富度最高，结皮发育最好的南部地区次之，而结皮发育较弱的东部地区蓝藻物种多样性和丰富度最低。6）在沙漠区域尺度上，土壤养分、盐分和机械组成是影响藻类的种类组成和丰富度的主要原因；而对于沙垄尺度，除以上环境因子外，降水、气温和光照强度的变化也是影响藻类分布的重要环境因子。因此，古尔班通古特沙漠生物土壤结皮中藻类的种类组成和时空分布受多种环境因子的综合影响，影响物种分布的环境因子因种而异。