增温和施氮条件下AM真菌对松嫩草地植物和土壤C、N、P化学计量特征的影响

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi (Phylum Glomeromycota) are the most in?uential members of the soil microbiota, which play a key role in plant nutrition uptake, reducing the negative effects of global change on terrestiral ecosystem and influencing carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) cycles. However, the development of AM fungi is influenced by global change.Up to now, the influence mechanism that AM fungi alter the C: N:P stoichiometry aboveground and belowground ecosystem is not still clear. How to make clear the mechanism that AM fungi influence ecosystem C: N: P stoichiometry has been become a key issue to mycorrhizae ecology, stoichiometry ecology and global change ecology. In this project, we study the influence of AM fungi on C: N: P stoichiometry of soil, soil microbe, litter and dominant plant species under warming and N addition condition in Songnen meadow steppe northeastern China, and make clear the regulation of AM fungi on the turnover and allocation of C, N and P in grassland ecosystem in the context of global change. The results will help us to elucidate the regulation mechanism that AM fungi influence grassland ecosystem C cycling, N cycling and P cycling under global change condition, and evaluate the potential of AM fungi on ecosystem C cycling, N cycling and P cycling in future.

AM真菌是土壤微生物区系中最重要的组成部分之一，在促进植物养分吸收、缓解气候变化对陆地生态系统的不利影响、影响生态系统C、N、P的循环具有重要的意义。尽管如此，AM真菌的生长发育也受到气候变化的影响。截至目前，对于气候变化条件下AM真菌对地上和地下生态系统C、N、P化学计量特征的影响机制并不清楚。探明气候变化背景下AM真菌对生态系统C、N、P化学计量特征的影响机制已经成为菌根生态学、化学计量生态学和全球变化生态学关注的热点和前沿问题。本项目以松嫩草地为研究对象，在自然条件下，采用模拟温度升高和氮沉降的控制实验，研究增温和施氮条件下AM真菌对松嫩草地土壤、土壤微生物、枯落物和植物C、N、P化学计量特征变化的影响，探明气候变化背景下AM真菌对草地生态系统C、N、P的周转和分配的调节作用。研究结果为解释和评价气候变化背景下AM真菌对草地生态系统C、N、P循环的调节机理和作用潜力提供理论。

本项目以松嫩草地为研究对象，采用野外原位控制试验，研究增温和施氮条件下AM 真菌对松嫩草地优势植物种群 C、 N、 P 化学计量特征的影响、AM 真菌对草地有机质分解和 C、 N、 P 化学计量特征的影响、AM 真菌对松嫩草地土壤微生物 C、 N、 P 化学计量特征的影响、AM 真菌对松嫩草地土壤 C、 N、 P 化学计量特征的影响、以及氮沉降背景下AM真菌对草地多功能性的影响。研究发现：（1）增温处理下，AM真菌显著增加了羊草和芦苇C/N，和降低了C/P和N/P；施氮处理下，AM真菌使羊草和芦苇C/N增加，使C/P和N/P分别显著降低。（2）增温、增温加施氮处理条件下，AM真菌降低土壤C、N含量，增加土壤P含量；施氮处理下，AM真菌增加了土壤C、N、P含量。（3）增温处理下，AM真菌使土壤微生物量C/N、C/P、N/P显著下降；施氮处理下，AM真菌降低了土壤微生物量C/N、C/P，使土壤微生物量N/P增加。（4）氮添加显著降低了植物物种多样性和丰富度，但是增加了植物群落均匀度和地上部生产力。磷添加对植物群落物种丰富度、多样性和生产力，但是改变了植物群落结构和通过增加豆科和杂类草植物的丰富度和盖度显著降低氮添加对植物群落的负效应。（5）氮沉降条件下，AM真菌可以通过改变植物群落结构、增加植物群落生产力和稳定性、加速枯落物分解、降低温室气体N2O和CH4排放增加生态系统的稳定性。研究结果为理解全球变化背景下AM真菌对草地生态系统养分循环和生态系统稳定提供了重要理论依据。