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沈陽生態所揭示長白山針闊混林外生真菌相關環境梯度形成機制

2019-11-28

    外生菌根真菌(Ectomycorrhizal (ECM) fungi)與植被組成、土壤特性和特殊生境過程密切相關。然而,基于生境適應性與環境梯度變化的植被-ECM真菌時空協同進化機制尚不清楚,考察地理位置、植被功能和土壤理化特性等環境因子梯度變化及其交互作用對植被-ECM真菌群落組成的影響相關研究較少。

  鑒于此,中國科學院沈陽應用生態研究所生物多樣性組(菌物)與天然林生態組以長白山25 hm2針-闊混林樣地為依托,利用ECM真菌相關25個環境因子量化出地理分布、土壤理化性質和植被功能特性等三類綜合因子和環境質量梯度,并借此探究植被-ECM在上述環境梯度上的空間分布特征及其形成機制,揭示不同環境梯度與ECM真菌互作關系,明確影響ECM真菌組成與分布的關鍵驅動因子。

  研究發現,植被演替過程與ECM真菌相關因子和土壤理化特性空間異質性存在密切關系,25 hm2樣地西北-東南方向存在極明顯的植物組成地理梯度分布差異:先鋒樹種多存在于西北角,而頂級植被存在于東南方向。ECM真菌群落于東部養分貧瘠地帶豐度高于水分與養分豐富的西部地帶;同時,西北-東南一線中間區域ECM真菌多樣性最高。如圖所示,西北地帶(如si1)僅發現先鋒樹種而無頂級或伴生樹種,說明該區森林演替過程曾在過去某時刻被外因(如強風、病害等)干擾而終止;相反,東南地帶(如si5)缺少先鋒樹種現象則說明該地帶森林演替過程未被強烈地干擾或終止。地理位置與土壤理化綜合得分與ECM真菌多樣性和多數菌種豐度呈顯著負相關,顯然說明ECM真菌在養分貧瘠條件下可通過高效養分供給和非結構碳再分配等方式影響宿主植被生長。

  該成果以Ectomycorrhizal fungus-associated determinants jointly reflect ecological processes in a temperature broad-leaved mixed forest 為題發表在Science of The Total Environment 雜志上,副研究員白震與研究員原作強為共同第一作者,研究員王緒高和袁海生為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金和國家重點研發項目等支持。

 
圖:25 hm2針-闊混林外生真菌相關環境梯度形成機制。利用地理分布特征與土壤理化性質,分別計算122個小樣方地理和土壤質量綜合得分與梯度等級。地理梯度沿西北-東南一線(“site1”至“site5”),土壤質量梯度自西向東(“sA”至“sE”)。梯度水平1-5級,分別由棕、桔、金、灰和黑色表示,樣點大小反映得分高低。

來源:沈陽生態應用研究所

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