论文部分内容阅读
丛枝菌根(AM)真菌在陆地生态系统中广泛分布,可以有效促进植物获取土壤养分的能力、维持植物多样性、提高土壤有机碳含量、改善土壤结构、增强生态系统稳定性。AM真菌的这些生态功能与其多样性和群落组成密切相关,因此了解AM真菌群落特征对理解其生态系统功能非常重要。高山生态系统在小尺度内环境变化非常剧烈,为研究AM真菌分布特征提供了良好条件。青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原,也是全球变化的敏感区和脆弱带,蕴藏全球2.5%的土壤碳库,研究AM真菌分布特征并揭示AM真菌与土壤碳库之间的关系,对生态系统恢复和预测全球变化带来的影响有重要意义。本论文采用克隆测序和454高通量技术,研究了色季拉山和米拉山以及不同土地利用方式(森林、草地和农田)下的AM真菌多样性和群落分布特征及其驱动因子,进而揭示AM真菌与土壤团聚体、土壤碳库之间的关系。主要内容如下：(1)采用克隆测序的方法在色季拉山3105m-4556m海拔的无味薹草、白草和草莓根内共发现7科95种AM真菌OTU,其中32个OTU为新发现的OTU。2011年的结果发现植物种类和海拔均对根系侵染率、菌丝密度与孢子密度无显著影响,而2013年结果与2011年的结果呈相反趋势。两年的结果均发现总体上不同植物根内的AM真菌群落组成无显著差异,但是2011年的3105m无味薹草和白草根内的AM真菌群落组成有显著差异,2013年的三种植物根内的AM真菌群落组成在单一海拔有显著差异。(2)采用454高通量测序技术发现色季拉山3570m土壤中AM真菌OTU物种丰富度和系统发育多样性均显著高于4556m,且高低海拔的AM真菌的群落组成也有显著差异。海拔通过影响土壤pH和有效磷间接地影响AM真菌多样性和群落组成。低海拔AM真菌OTU丰富度一植物物种丰富度显著负相关,但是,高海拔二者显著正相关。植物生物量与AM真菌净亲缘关系指数显著正相关。(3)高山嵩草和无味薹草是米拉山最优势的两种莎草科植物,两种植物根内的AM真菌多样性无显著差异,而且除东坡4150m以外,其余四个海拔两种植物根内的AM真菌群落均无显著差异。通过构建等式模型,发现高山嵩草和无味薹草的相对多度是影响土壤中大团聚体含量的主要因素。AM真菌主要通过菌丝密度和球囊霉素促进大团聚体形成。此外,土壤中球囊霉素的含量与土壤全碳、全氮显著正相关。(4)森林和草地土壤中的AM真菌多样性显著高于农田,而且三种土地利用方式的AM真菌群落也有显著差异。Glomeraceae、Gigasporaceae和Acaulosporaceae在三种土地利用方式中都是最优势的科,而且其相对多度在不同土地利用方式间有显著差异。土地利用方式主要通过影响土壤pH间接地影响AM真菌群落和菌丝密度。AM真菌菌丝密度及球囊霉素均与土壤大团聚体、全碳、全氮含量显著正相关,而且土地利用方式主要通过影响菌丝密度和EE-GRSP间接地影响土壤大团聚体和全碳。