丛枝菌根沿山地海拔梯度的分布格局及其与植物多样性的关联

Patterns of biodiversity along environmental gradients are one of the basic issues in the biodiversity studies. Mountains are key regions for studying and protecting the biodiversity in the world. Therefore, the biodiversity and patterns along altitudinal gradients including plants, animals and microorganisms in mountain ecosystems have attracted the interesting of numerous ecologists. However, the reports on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) along altitudinal gradients are few in literature. The link between AMF and plant diversity and ecological functions along altitudinal gradients is neglected in mountain ecosystems. In this project, we will explore the patterns of AMF and their link with plant diversity and ecological functions along altitudinal gradients based on the three typical mountains with abundant biodiversity including Mt. Taibai, Mt.Wuyi and Mt. Jianfengling. Results in this project will clarify the trend of AMF patterns along altitudes in Mountains, enrich the theory of AMF biodiversity and microorganism ecology, and explain the link and mechanisms between AMF and plant community and ecological functions along altitudinal gradient in mountain ecosystems.

生物多样性沿环境梯度的变化规律是生物多样性研究的一个重要议题，山地是全球生物多样性研究和保护的重点区域。因此，植物、动物和微生物等生物多样性沿山地海拔梯度的变化规律一直是生态学家感兴趣的问题，并已有大量报道。然而，有关丛枝菌根真菌沿海拔梯度变化规律的研究则比较少，沿海拔梯度丛枝菌根真菌多样性与植物多样性及生态系统功能关联的研究则未见报道。本项目选择我国生物多样性研究具有代表性的3座山地（秦岭太白山、福建武夷山和海南尖峰岭）为研究对象，探索丛枝菌根真菌沿山地海拔梯度的分布格局，及其与地上植物多样性和生态系统功能的关联。所得结果可以阐明丛枝菌根真菌沿山地海拔梯度分布规律，丰富丛枝菌根真菌的物种多样性和微生物生态学的理论基础，解释丛枝菌根与植物多样性和生态系统功能的关联机理。

生物多样性沿环境梯度的变化规律是生物多样性研究的重要议题，山地是全球生物多样性研究和保护的重点区域。但有关丛枝菌根真菌(AMF)沿海拔梯度变化规律的研究则较少，沿海拔梯度丛枝菌根与植物群落多样性及生态系统功能关联的研究则未见报道。本项目选择我国生物多样性研究具有代表性的3个气候带（温带、亚热带和热带）的4座山地（秦岭太白山、福建武夷山、海南尖峰岭和吊罗山）为研究对象，探索了丛枝菌根真菌沿山地海拔梯度的分布格局，及其与地上植物多样性和生态系统功能的关联。结果表明，在3个气候带的代表性山地生态系统中，都有着丰富的AMF多样性资源。在热带尖峰岭和吊罗山土壤中，共鉴定到316个AMF的OTU，隶属于5个丛枝菌根真菌目；从2座山的根系中，则鉴定出283个OTU，隶属于32个AMF的分子虚拟种。从温带太白山土壤样品中，分离出103个种中的702个OUT，隶属于10个科，20个属。在武夷山土壤样品中鉴定出AMF的65种，隶属于7科10属。在3个气候带的山地生态系统中，Glomus属的AMF出现频度最高，为优势属。从AMF随海拔分布趋势来看，温带山地AMF多样性呈现出一定的海拔分布规律，热带山地AMF则随海拔没有任何规律，。进一步探讨了温带和热带雨林山地AMF多样性与植物多样性的关联，表明在温带山地生态系统中， AMF与植物多样性则存在显著的关联关系，二者的物种丰富度呈现出较好的指数函数的变化关系。但在热带雨林生态系统中，AMF与植物多样性的随海拔变化则无规律，因此随海拔变化，二者之间没有一致的规律。针对不同海拔分布的相同植物物种共生AMF分析则表明，海拔在热带雨林中可能是AMF分布的主要影响因素。而在温带太白山，同时，AMF在生态系统中，发挥着重要的功能，影响着土壤和叶片的化学计量学特性，影响着植物叶片的经济谱特性。本项目研究结果弥补了AMF沿山地海拔梯度分布规律研究的空白，丰富了丛枝菌根真菌的物种多样性和微生物生态学的理论基础，为解释丛枝菌根与植物多样性和生态系统功能关联机理提供了依据。