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贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、大针茅(Stipa grandis)和克氏针茅(Stipa krylovii)草原是亚洲中部特有的地带性草原群系。在内蒙古草原呼伦贝尔和锡林郭勒草原区依水热梯度由东至西依次降低呈现出贝加尔针茅、大针茅、克氏针茅种群的水平替代分布现象。本研究选择呼伦贝尔到锡林郭勒的两条样带(包括三种针茅六个样地),通过观察测试及高通量测序方法研究了植物群落多样性、土壤理化性质、土壤酶以及土壤微生物(AM真菌)的多样性,探索针茅草原群落及种群替代分布过程中,土壤微生物(AM真菌)多样性及其变化。主要结果如下:(1)针茅草原植物群落中,共调查发现被子植物23科、48属、73种,种类数量居多的依次为禾本科、百合科、菊科、豆科和莎草科。香农指数为1.402.27,辛普森指数为0.610.86,均匀度指数为0.580.83,植物群落多样性无明显差异。针茅株高为17.059.3 cm,针茅生物量为30.5180.2g,针茅相对多度为5.9240.86%,针茅相对盖度为30.0466.84%,针茅相对频度为6.2512.50%,针茅重要值为16.8438.74%,针茅株高、生物量、重要值在各样地间有显著差异。针茅草原植物群落从贝加尔针茅到克氏针茅有明显变化,植物的种类和数量减少,并且不耐干旱、不耐盐碱植物逐渐被耐干旱耐盐碱植物替代。(2)高通量测序针茅的根系内与根际土AM真菌,分别获得OTU 137和159,共注释出根系内6属42种,根际土6属45种,属水平包括Glomus,Diversispora,Paraglomus,unclassifiedcGlomeromycetes,Scutellospora,Ambispora,Glomus为优势属。AM真菌群落从贝加尔针茅到克氏针茅有明显变化,种类和数量减少,不同地区同一种针茅AM真菌群落结构稳定。根系内AM真菌的丰富度指数Ace为9.52102.95、Chao1为15.5231.17,多样性指数为1.571.97,根际土Ace为22.5848.06、Chao1为19.8328.33,多样性指数为1.422.35,AM真菌的丰富度指数和多样性指数在各个针茅间的变化幅度较大。(3)高通量测序针茅根际土细菌和真菌,分别获得OTU 2029和2326。共注释出:(1)细菌24门57纲117目231科408属,其中放线菌门(Actinobacteria,31.7344.73%)、变形菌门(Proteobacteria,15.7923.85%)、酸杆菌门(Acidobacteria,9.4215.14%)、绿弯菌门(Chloroflexi,4.9013.60%)相对丰度较高,不同地区同一种针茅细菌群落结构稳定。Ace为306.91333.85、Chao1为306.65340.57,多样性指数为4.024.49,细菌的丰富度指数和多样性指数在各个针茅间的变化幅度较小;(2)真菌6门31纲92目186科397属,子囊菌门(Ascomycota,16.9382.12%)、担子菌门(Basidiomycota,2.4481.28%)、接合菌门(Zygomycota,0.4018.92%)相对丰度较高,不同地区大针茅真菌群落结构稳定。Ace为131.01227.95、Chao1为134.23226.26,多样性指数为0.933.27,真菌的丰富度指数和多样性指数在各个针茅间的变化幅度较大。(4)研究区土壤中共分离得到AM真菌5科8属34种,属水平上包括Acaulospora,Claroideoglomus,Diversispora,Funneliformis,Glomus,Rhizophagus,Septoglomus,Scutellospora,其中Glomus属为优势属。优势种为A.sp1,A.sp3,A.sp4,A.sp6,G.brohultii,G.deserticola,G.versiforme,Sept.constrictum。孢子密度为43442个/20 g土样,物种丰富度为718种/20 g土样,随着土层的下降减少,从贝加尔针茅到克氏针茅有明显变化,AM真菌孢子密度和物种丰富度减少。香农指数为1.332.53,辛普森指数为0.730.91,均匀度指数为0.720.92,多样性指数差异不明显。(5)研究区土壤可培养微生物数量分别为细菌0.1351.195 107 CFU/g,真菌0.0153.875 104 CFU/g,放线菌0.0371.515 106 CFU/g。真菌和放线菌数量随着土层的下降而减少。从贝加尔针茅到克氏针茅,真菌和放线菌数量减少。(6)研究区土壤含水量1.3533.43%,pH值6.218.69,铵态氮含量3.216mg/kg,速效磷含量3.413.6 mg/kg,有效钾含量1.67306.33 mg/kg,总碳含量3.3751.43 g/kg,总氮含量0.264.68 g/kg,总磷含量0.110.77 g/kg。pH值随着土层的下降而升高,其他指标随着土层的下降而减少。各样地含水量、pH值、总碳、总氮、总磷在同一土层上均差异显著(P<0.05),而铵态氮、速效磷、有效钾在同一土层上部分差异显著(P<0.05)。从贝加尔针茅到克氏针茅,pH值升高,含水量、铵态氮、总碳、总氮降低。(7)研究区土壤酶活性分别为蔗糖酶0.030.24 glucose g/d/g,脲酶0.420.89 NH3-N mg/d/g,酸性磷酸酶4.2528.25 phenolμmol/d/g,中性磷酸酶1.1829.96 phenolμmol/d/g,碱性磷酸酶8.0231.17 phenolμmol/d/g,土壤酶活性随着土层的下降而减少。从贝加尔针茅到克氏针茅,脲酶和中性磷酸酶活性升高,酸性磷酸酶活性降低。(8)AM真菌与植物群落辛普森指数、针茅重要值、土壤含水量、铵态氮、总碳、总氮、总磷、蔗糖酶、磷酸酶有显著正相关性,与pH和速效磷显著负相关。本研究揭示了内蒙古中东部草原针茅种群替代分布过程中植物群落、土壤微生物(AM真菌)群落多样性及其分布特征,探索生物多样性与环境因子的相互作用关系,具有理论与实践意义,为草原生态系统的健康评估、保护等提供理论依据。