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道路建设、矿山开采等行为在促进经济发展的同时,也产生大量的岩石创面,虽然应用工程措施可使坡面得到加固,但工程措施具有造价高、形成的景观与周围的自然景观不协调等缺点。通过人工措施与自然演替过程相结合的方法来恢复人工岩石创面的植被,则可以克服工程措施的不足,恢复的植被不但对坡面具有加固作用,也能够与周围的景观融为一体。要实现这一目的,最关键的是要了解岩石创面的生境特征及植被的自然演替过程,了解影响演替进程的生态因子及作用机制。
本文针对这一问题,采用空间代替时间的方法,选取成都周边地区不同时期形成的道路创面构成时间系列为研究对象,从研究植被演替的过程变化出发,通过采集不同演替阶段的优势物种根系和土壤,研究各演替阶段土壤主要养分含量变化和优势种根系被菌根真菌侵染情况、菌根真菌的种类组成和数量变化。分析菌根真菌种类组成和数量变化与植被变化和土壤主要养分变化之间的关系,揭示菌根真菌在植被演替过程中的作用,为岩石创面植被恢复的选择提供依据。
目的:了解菌根真菌在植被演替中的变化及对群落演替的影响,菌根真菌种类组成和数量变化与土壤养分变化之间的关系。
方法:采用野外调查与室内研究相结合,野外调查研究不同演替阶段植被组成及优势物种,室内分析用于研究不同演替阶段土壤养分变化、菌根真菌的种类组成和数量变化以及它们之间关系。
结果:在选取的道路创面时间系列中,不同演替阶段样地的土壤P含量分别是0.5443g/kg(10a)、0.5578g/kg(20a)、0.5795g/kg(50a)、0.5987g/kg(65a),各演替阶段土壤P之间的差异不明显((p=0.842)),这与P素的循环特点有关;而不同演替阶段土壤总N的含量表现出明显的差异(p=0.037),分别是0.6792g/kg(10a)、0.9840g/kg(20a)、1.2146g/kg(50a)、1.5324g/kg(65a),这表明,随着植被演替的进程,土壤N素有累积的趋势。
不同演替阶段优势物种根系被菌根真菌侵染不同。道路创面形成10a的演替群落中,优势种根系侵染率为30%,形成20a的演替群落中,优势物种根系侵染率为53%,而道路创面形成50a和60a后的演替群落中,优势物种根系侵染率分别为73%和83%;随着群落演替进程,优势物种被AM真菌侵染部位也有所差异,在演替的开始阶段(10a、20a),AM菌根侵染部位表现为幼嫩根部的表皮组织,少部分伸入到木质部,演替后期(50a、60a),AM真菌的侵染部位逐渐向宿主植物根内延伸,侵染到根系的韧皮部。
不同的演替阶段,菌根真菌的种类和数量也发生明显的变化。整个演替系列共检出菌根真菌孢子4个属42个种AM真菌,经鉴定,它们分属于球囊霉属(Glomus)23种、无梗囊霉属(Acaulospora)9种、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)9种、内养囊霉属(Entrophospora)1种。其中,创面植被演替进行10a后的群落样地共检出12种AM真菌,演替20a后的样地检出16种AM真菌,演替50a后,AM真菌到达18种,演替65a后的AM真菌达到19种。表明随着植被演替的进程,AM真菌的种类和数量也在发生变化。
主要结论:不同时期形成的道路创面构成演替系列中,随着植被演替的进行,物种数量的不断增加,土壤主要养分表现出累积的趋势,表明植被是影响土壤形成的重要因子之一。
菌根真菌的种类组成和数量变化随植被演替的进程而增加,侵染程度、侵染部位也随植被演替的进程而改变,与土壤主要养分含量变化具有协同性,创面植被演替中,菌根真菌的存在可能促进了养分吸收利用,在演替过程中扮演着重要的角色。