贺兰山土壤微生物多样性对植被垂直分异的响应机制研究

生物多样性的地带性变化是生物多样性和生物地理学研究的核心内容和关注热点，目前对土壤微生物多样性的分布格局的形成机制尚未完全揭示和验证。本项目在植被垂直分异明显的贺兰山自然保护区，沿海拔梯度选择荒漠化草原到高山草甸的6种典型植被带，分别运用磷酸脂肪酸（PLFA）和16S rDNA文库构建等技术测定土壤微生物群落结构特征，系统分析土壤微生物群落多样性在不同植被带的分布规律，通过对微生物多样性与不同植被带的土壤条件、水热条件等关键生境因子的关系，探讨微生物多样性对植被垂直分异格局的响应机制。该研究有助于进一步认识干旱地区微生物多样性地带性分布规律，为贺兰山退化生态系统的恢复和重建、保护区的管理提供科学依据。

土壤微生物多样性在海拔梯度的分布格局研究近年来受到和植物动物一样的重视程度，但是干旱风沙区微生物多样性在海拔梯度上的多样性分布规律尚未揭示。本研究以处于干旱风沙区的贺兰山不同海拔的六个典型植被带土壤为研究对象，利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)以及16S rDNA技术系统研究微生物多样性群落特征以及在不同植被带分布规律。结果表明：土壤微生物功能多样性随海拔增加发生变化，且微生物群落结构存在显著差异。Biolog分析显示土壤微生物群落代谢活性依次是：亚高山草甸>寒温性针叶林>针阔混交林>温性针叶林>山地旱生灌丛>荒漠草原，随海拔的升高土壤微生物群落物种丰富度指数（H）和均匀度指数（E）总体上均表现出增大的趋势，差异显著（P＜0.05）；FAMEs分析表明不同海拔的微生物区系发生了一定程度的变化，寒温性针叶林土壤微生物磷酸脂肪酸生物标记的数量和种类均最高，且细菌、真菌特征脂肪酸相对含量也最高；土壤微生物群落结构多样性次序是：寒温性针叶林带>针阔混交林带>温性针叶林带>亚高山草甸>山地旱生灌丛>荒漠草原。本研究结果表明贺兰山海拔梯度的微生物多样性分布规律不同于已有的植物多样性“中部膨胀”研究结果，这说明在高海拔地区有更多的适合该生境的微生物存在，这对维持干旱风沙区的生态系统功能稳定性具有重要意义。