外生菌根菌与森林树木的相互关系

生态系统的每个过程都伴随着各种微生物的活动,其中最重要的功能群之一是菌根真菌(菌根菌)。一般认为,菌根菌是自然界多数植物生存最基本的组成部分,陆地上约90％以上的高等植物都具有菌根菌。这些菌类的菌丝体与植物根系结合形成菌根,使植物生长成为可能,使不同种类植物的根系联在一起。根据菌根菌入侵植物根系的方式及菌根的形态特征,菌根可分为外生菌根、内生菌根和内外生菌根3组共7种类型。外生菌根主要出现在松科、桦木科、壳斗科等树种的森林生态系统中,在根系表面形成菌丝鞘,部分菌丝进入根系皮层细胞间隙形成哈氏网表面。菌根菌剂在森林经营中得到广泛地应用。外生菌根菌对森林树木的作用可归纳为：1)促进造林或育苗成活与生长;2)提高森林生态系统中植物的多样性、稳定性和生产力;3)对森林生态系统的综合效应,主要表现在增加植物一土壤联结,改善土壤结构,促进土壤微生物,增强植物器官的功能;4)抗拮植物根部病害病原菌等。树木与菌根菌相互关系研究主要包括：1)菌根共生的机理;2)菌根菌在退化森林生态系统恢复与改造中的作用;3)菌根菌的分布格局与森林生态系统服务功能的关系;4)菌根菌对森林生态系统的综合效应,如菌根菌与森林植物群落结构、物种多样性以及森林系统稳定性和生产力的研究。     

亚热带森林菌根植物根系真菌群落结构对氮磷添加的响应

植物根系真菌对维系植物的营养吸收和健康具有重要作用。本研究分析了不同菌根类型植物根系中真菌的群落结构对外源氮(N)、磷(P)、氮和磷(NP)输入的响应。试验采集了无添加(对照)和N、P、NP添加处理下亚热带森林3种菌根类型(丛枝菌根、外生菌根、欧石楠菌根)9种植物的根系，运用高通量测序技术检测根系中真菌的多样性和群落组成。结果表明：9种植物根系真菌群落均主要由担子菌门和子囊菌门组成；P添加下子囊菌门的相对多度显著低于对照，而担子菌门的相对多度显著高于对照。欧石楠菌根植物根系中子囊菌门的相对多度显著高于丛枝菌根和外生菌根植物，而其担子菌门的相对多度显著低于丛枝菌根和外生菌根植物。与对照相比，P添加显著降低了植物根系中真菌的α多样性，改变了不同菌根类型植物根系中真菌的群落组成，而N添加和菌根类型的影响不明显。与对照和N添加相比，NP添加使全部植物根系中真菌群落变异程度更大，即群落整体更加趋异，而外生菌根植物根系中的真菌群落比丛枝菌根植物根系中的真菌群落变异更小，即群落更趋同。综上，P养分是影响亚热带森林土壤中树木根系真菌群落结构的关键因素。本研究有助于提升对全球环境变化下亚热带地区植物根系...     

兰科植物共生胶膜菌:分类学、多样性、专一性和适应性

兰科植物与丝核菌类真菌,包括胶膜菌科、角担菌科和蜡壳菌科等形成菌根共生体。胶膜菌科真菌作为最广泛分布的共生菌根真菌,表现出与兰科植物的协同进化与密切关系。除了形态学特征分析和比较外,分子技术促进了兰科植物胶膜菌的分类学和多样性研究。兰科植物与胶膜菌的特异性可能限制兰科植物的分布和移栽后的生存能力,但有些兰科植物与胶膜菌的共生关系会因为地理分布或环境变化进行调整,使植物更好地生存,这种适应性为实现无菌苗菌根化来促进兰科植物的迁地保护或繁殖提供可能。本文综述了兰科植物共生菌根真菌胶膜菌在分类学、多样性、特异性和适应性等方面的研究。     

外生菌根真菌与内生细菌共生互作的研究进展

外生菌根真菌能与很多高等植物共生,广泛存在于自然界,在促进植物生长和养分吸收、增强宿主抗逆性及维持森林生态系统稳定等方面发挥着重要作用。除与寄主植物密切联系外,外生菌根真菌,在其生命周期中与细菌群落进行物理和代谢相互作用常形成共生关系。这些细菌对外生菌根真菌菌丝生长、生物量增加及子实体的形成具有积极影响。本文阐述了外生菌根真菌与内生细菌共生现象的发现、共生关系的建立、内生细菌促进外生菌根真菌生长和发育及宿主与微生物组的研究方法等,以期更好地巩固外生菌根真菌的生物学及生态学等基础性知识,并利用细菌与真菌的相互作用为可食用外生菌根真菌的生物防治、菌肥研究、人工驯化及栽培提供思路。     

不同海拔的三种杓兰属植物与菌根真菌群落组成相关性

本研究采集了四川黄龙沟沿海拔梯度3 170-3 400m上4个不同杓兰居群中3种杓兰植物根,利用克隆文库方法获得菌根真菌ITS序列,研究同一栖息地（黄龙沟）不同海拔梯度和不同杓兰对菌根真菌多样性和群落结构的影响。共得到18个可操作分类单元（OTU）,其中14个OTU隶属胶膜菌科Tulasnellaceae,为优势类群（99.6%）;2个OTU隶属腊壳菌科Sebacinaceae,2个OTU隶属亡革菌科Thelephoraceae。随着海拔升高,西藏杓兰菌根真菌多样性减少,而黄花杓兰和无苞杓兰没有明显变化;海拔对3种杓兰菌根真菌群落结构均无显著影响。3种杓兰之间菌根真菌群落结构差异显著且指示物种互不相同,说明在同一栖息地,杓兰对菌根真菌的偏好性显著影响其菌根真菌群落结构。这些研究结果利于了解环境变化对杓兰属植物菌根真菌区系组成的影响,为进一步探索菌根真菌与杓兰属植物的互作机制奠定基础。     

征稿简则

《植物生态学报》,原名《植物生态学与地植物学丛刊》,195 5年创刊 ,1986年改为《植物生态学与地植物学学报》,是我国生态学领域创刊最早的专业性学术刊物 ,深受国内外读者的欢迎和赞誉。国内外公开发行。栏　　目研究综述　有新观点的、国际植物生态学领域的、国内外最新研究进展 ,需结合作者自己的观点或实验。研究论文　以发表植物生态学 (包括种群、群落和生态系统生态学、植被与数量生态、生理生态、化学生态、污染生态、景观生态及当前国际生态学研究热点如生物多样性、全球变化、土地荒漠化、生态系统恢复与重建、可持续发展等 )及其…     

禾草内生真菌对其它微生物的影响研究进展

禾草内生真菌在宿主植物的茎叶等地上组织中普遍存在,不仅能够提高禾草对生物与非生物逆境的抗性,而且能够对周围环境中的不同微生物类群产生影响。主要总结了禾草Neotyphodium/Epichlo内生真菌对病原真菌、丛枝菌根真菌和土壤微生物的影响及其作用机理。发现禾草内生真菌普遍存在对病原真菌的抑制作用,而对丛枝菌根真菌存在不对称的竞争作用,且因种类而异。禾草内生真菌对土壤微生物群落的作用则会随着土壤类型和时间等外界因素发生变化。禾草内生真菌对不同类群微生物的影响机制主要包括:通过生态位竞争、抑菌物质分泌、诱导抗病性等对病原真菌造成影响;通过根系化学物质释放、营养元素调节、侵染条件差异等对丛枝菌根真菌造成影响;通过根际沉积物和凋落物等对土壤微生物群落造成影响。禾草内生真菌产生的生物碱能提高宿主植物对包括昆虫在内草食动物采食的抗性,影响病原菌的侵入、定殖和扩展;根组织分泌物中包含次生代谢产物能够抑制菌根真菌、土传病原真菌及其它土壤微生物的侵染与群落组成;也可能通过次生代谢物影响禾草的其它抗性。因此,禾草内生真菌在植物-微生物系统中的作用应该给予更多的关注和深入研究。     

固氮植物的菌根研究

综述了固氮植物菌根研究的概况,并对固氮植物形成菌根的普遍性,固氮植物联合共生的增效作用及逆境条件下菌根技术在固氮植物上的应用前景进行了总结和评述,初步探讨了联合共生体中菌根菌促进固氮植物结瘤固氮的机理。     

菌根真菌在生态系统中的作用

 菌根是一种植物营养根与土壤真菌形成的共生体,在自然界中分布广泛。本文着重从以下几个方面介绍相关的研究进展：1) 菌根真菌作为生态系统的重要组成部分,具有不可忽视的生物量,并成为连接绿色植物和食真菌者食物链的重要一环;2) 菌根真菌通过参与凋落物的酶降解过程影响有机物的循环,通过促进生物固氮、加速土壤磷的风化、提高土壤溶液离子的有效性以及直接吸收等过程影响氮、磷、钾、钙、镁等元素的无机循环;3) 菌根真菌与土壤微生物间存在有益的或拮抗的相互作用,并可以直接或间接地影响根际生物区系的组成和数量;菌根真菌通过对宿主植物的有益作用而影响植物的种间竞争,通过菌根网络而形成的种团可以在同种或不同种植物间实现资源的重新分配和共享;由于对种间关系的作用和对食物链的影响,菌根真菌对群落的物种构成和多样性的维持具有重要的作用;菌根真菌是群落演替过程的指示者,也是这一过程的参与者和推动者,并且菌根真菌的存在也有利于提高土壤团聚体的稳定性及促进灰壤的形成;4) 菌根真菌的种类和数量可以指示生态系统中自然的或人类活动引起的变化,并可以在生态系统的保护、恢复或重建过程中发挥重要作用。文章的最后还介绍了最新的研究热点和发展趋势。     

AM真菌与非菌根植物的相互作用关系

丛枝菌根(AM)真菌作为一类在全球分布广泛的土壤微生物,能够与陆地上大多数的维管植物形成专性共生关系,对于植物营养吸收和生态系统功能具有重要作用.而较少量的维管植物如苋科、黎科、石竹科、十字花科等植物被认为是非菌根植物.目前,对于这些非菌根植物与AM真菌之间的相互作用关系研究少且分散,缺乏系统总结.本文综述了非菌根植物的类型以及低侵染的原因,邻体植物形成的菌丝网络对AM真菌侵染非菌根植物的影响,并探讨AM真菌和非菌根植物之间可能存在的相互作用,以及植物-AM真菌之间的物质交换及可能存在的生态功能,旨在为进一步发挥非菌根植物在脆弱生态系统的功能潜力提供新思路.     

中蒙俄经济走廊荒漠化时空格局变化及其驱动因子

针对如何定量揭示中蒙俄经济走廊荒漠化的时空变化规律及其驱动因子的影响作用,在构建荒漠化程度判别标准和指标体系的基础上,基于Google Earth Engine云计算平台,在对分类回归树(CART)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和Albedo-NDVI 4个模型精度进行对比分析的基础上,选取精度最高的CART模型实现中蒙俄经济走廊区域2000—2015年的荒漠化的时空变化分析。另外,在拓展线性趋势法的基础上,构建荒漠化驱动因子定量评估模型,实现气候变化和人类活动对荒漠化驱动效应的定量测度。结果表明:1)CART模型在中蒙俄经济走廊区域荒漠化信息提取精度最高,总体精度和Kappa系数分别85%和0.754;2)极重度荒漠化区域主要分布在中国内蒙古自治区西部,蒙古国的南戈壁盟、东戈壁盟和中戈壁盟;3)2000—2015年间,中蒙俄经济走廊荒漠化总体呈扩张趋势,但极重度、重度和中度荒漠化面积呈缩减趋势。其中,中国的荒漠化面积呈明显缩减趋势,荒漠化程度净改善面积为15.18万km~2,而蒙古国和俄罗斯的荒漠化现象在加重。另外,中蒙俄经济走廊荒漠化恢复区域的气候变化驱动贡献率为68.8%;而荒漠化退化区域的人类活动驱动贡献率为69.68%,表明中蒙俄经济走廊荒漠化程度加重区域的驱动作用主要来自于人类活动。     

喀斯特槽谷区生态退化与修复专题导读

在国家重点研发计划项目——"喀斯特槽谷区土地石漠化过程及综合治理技术研发与示范(2016YFC0502300)"的支持下,经过项目组全体成员三年的共同努力,在喀斯特槽谷区生态退化与修复方面取得了一些重要进展。主要有:(1)2000—2015年槽谷区土壤侵蚀总量逐年减少,年平均侵蚀模数逐年降低,槽谷区植被覆盖明显提高;(2)拉巴豆地埂篱根土复合体不仅能有效提高喀斯特土壤的粒径大小和增强土体的抗剪/冲性能,并且能够利用大气N_2合成植物生长所需的氮肥,从而提高土壤肥力,可望实现石漠化治理中生态效应和经济效应的双赢;(3)喀斯特槽谷区隧道建设改变了地下水流场并降低了地下水位,进而降低了土壤微生物丰度和多样性,而增加了适应干旱的微生物种群,并导致土壤质量的降低;隧道建设加速了坡面产流和土壤流失,加剧了土地石漠化,从而导致生态退化;(4)随着槽谷区退化生态系统的恢复,生态系统的生态服务功能得到提升。     

科尔沁沙地荒漠化及生态恢复研究展望

评述了科尔沁沙地荒漠化及其生态恢复的研究,从科学研究动态和生态环境退化以及恢复研究的现实需要两方面论述了科尔沁沙地荒漠化与生态恢复研究的若干核心问题;植被过程研究,生态水文过程研究,景观过程研究,科尔沁沙地区域环境评估和预测与生态恢复研究。     

中国喀斯特地区微生物群落结构和功能的研究进展

频繁的人类生产活动使植被遭到破坏,造成基岩裸露的石漠化现象,严重制约了喀斯特地区自然和社会经济的发展,随着生态修复工程的大力开展,微生物群落的结构和功能在生态修复中逐渐受到重视,因为微生物作为喀斯特生态系统的重要组成部分,不仅在物质循环过程中起着重要作用,也在喀斯特生态系统修复中占有十分重要的地位。所以微生物群落结构和功能的研究可以作为衡量生态系统稳定性的重要指标。就中国喀斯特地区的典型植被恢复的不同阶段、成土过程、不同的土地利用方式、矿山修复过程以及不同水域中的微生物群落结构及功能等方面的研究状况进行系统梳理,结合实例综合论述喀斯特地区生态修复过程中微生物作用的研究进展,以期为喀斯特地区生态修复提供参考。     

西南喀斯特石漠化生态系统土壤有机碳分布特征及其影响因素

喀斯特石漠化已成为制约我国西南地区社会经济可持续发展最严重的生态地质环境问题,其恢复重建已成为我国社会经济建设中一项重要内容。土壤有机碳作为土壤质量评价的重要指标,可以综合反映土地生产力、环境健康功能,另一方面土壤有机碳也间接影响了陆地生物碳库,是陆地生态系统碳平衡的主要因子,它的转化和积累变化直接影响全球碳循环动态,已成为生态科学领域研究的热点之一。系统的总结了西南喀斯特石漠化地区不同土地覆被/土地利用、不同等级石漠化环境土壤有机碳的空间和季节分布特征。结合前人研究成果,进一步分析了影响喀斯特石漠化地区土壤有机碳分布的自然(气候、地形与土壤性质、植被等)和人为(土地覆被/土地利用变化、农业管理措施等)各因素,并提出增加喀斯特石漠化地区土壤有机碳含量的对策。研究结果为喀斯特石漠化退化生态系统恢复重建、石漠化地区土壤综合利用、增加碳截存应对全球碳循环减源增汇等提供了重要的科学参考。     

荒漠化治理中生态系统、社会经济系统协调发展问题探析——以中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治为例

全球变暖导致的区域干旱使得干旱区水资源日益匮乏,而迅速增长的人口和社会经济发展进一步加剧水资源危机,使得有限的水资源成为全球沙漠化防治瓶颈,严重制约了沙化土地治理进程,影响了联合国"土地退化总面积零增长"目标的实现,也影响了中国社会经济的可持续和协调发展。传统的沙化土地治理生物措施重视植被盖度增加,忽视生态系统其他要素,如土壤水分、养分等与植被的相互关系,导致一些治理措施相对简单,生态系统不能协调发展。而沙化土地治理的物理措施和化学措施由于忽视了沙区社会和经济效益,其可持续性也受到科学家质疑。近期获批的国家重点研发计划项目"中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治关键技术与示范"(2016YFC0500900)拟针对此问题开展研究,以沙化土地稳定恢复为首要目标,在认识半干旱荒漠区沙化土地正/逆过程演变机制和荒漠生态系统稳定性的基础上,研究沙化土地稳定恢复的生态阈值;以毛乌素沙地、库布齐沙漠东部、科尔沁沙地西部和呼伦贝尔沙地为典型区,针对不同沙化土地特点,研发防沙治沙关键技术,开展模式优化和试验示范;在防沙治沙模式与工程效益评估基础上,集成产业化技术体系,为国家防沙治沙工程建设提供理论基础与技术支撑。     

沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应

沙质草地沙漠化过程中土壤动物群落结构变化是沙漠化生物过程中的一个重要方面,对于掌握沙漠化过程中生物退化规律和提出合理沙漠化防治对策具有重要指导作用。选取处于不同沙漠化阶段的流动沙地、半流动沙地、半固定沙地、固定沙地和丘间低地5种生境类型,采用手拣法对其大型土壤动物群落进行了调查。共获得36个动物类群,属于8目32科,优势类群为蚁科,常见类群有22个类群,两个类群的个体数共占群落个体总数的93.33%;稀有类群有13个类群,其个体数占群落个体总数的6.67%。结果显示,丘间低地、固定沙地、半固定沙地和半流动沙地大型土壤动物群落个体数量、类群数和多样性显著高于流动沙地(P<0.05);固定沙地大型土壤动物生物量显著高于其它生境类型(P<0.05);沙质草地严重沙漠化显著地影响大型土壤动物多样性及其生物量。并且,不同土壤动物类群个体对不同沙漠化阶段生境的适应性存在一定差异,产生了不同的响应模式。土壤有机碳和酸碱度以及土壤含水量差异是影响大型土壤动物类群分布与生长的主要因素。研究表明,固定沙地是大型土壤动物的适宜沙地生境,具有较多的个体数量和较高的生物量;丘间低地、半固定沙地、半固定沙地和流动沙地影响大型土壤动物存活,其个体数量和生物量较低。     

Spatiotemporal evolution of desertification based on integrated remote sensing indices in Duolun County,Inner Mongolia

Desertification causes not only a reduction of vegetation cover and surface moisture but also the expansion of sandy land. Considering that the modified soil adjusted vegetation index (MSAVI) is linearly related to canopy cover, albedo plays a significant role in the surface energy balance, and the sandy feature index (SFI) can identify sandy land. This paper proposed a desertification monitoring index (DMI) based on MSAVI, albedo and SFI to accurately monitor desertification. In addition, three classification methods (quantile grading, the susceptibility index segmentation method, and Jenks Natural Breaks) were used to divide the DMI into non-desertification, mild desertification, moderate desertification, and severe desertification. The relative exponential entropy model was adopted to select the optimal method for desertification classification. Spatiotemporal distributions of desertification in Duolun County were finally observed from 2005 to 2020. The results show that (1) although MSAVI, albedo and SFI have their own advantages in monitoring desertification, a single indicator is not suitable for various land uses. The DMI can combine the advantages of MSAVI, albedo and SFI in desertification monitoring and is more consistent with the real desertification levels. (2) Compared with quantile grading and susceptibility index segmentation methods, Jenks Natural Breaks has the smallest relative exponential entropy (2.124), with an overall classification accuracy of 88.21%, indicating that Jenks Natural Breaks is an optimal method for desertification monitoring. (3) Although approximately 1708.60 km² of desertification areas have improved from 2005 to 2020, accounting for 44.23% of the whole area, the remaining areas are still under fluctuating or degraded conditions. This shows that the local government has made some progress in desertification protection, but the areas under fluctuating or degraded conditions still require protection or management.     

Impact of land use intensity on sandy desertification: An evidence from Horqin Sandy Land,China

It has been widely accepted that high land use intensity contributes to sandy desertification in Northern China. However, it is surprising that it is even not easy to find an explicit definition and proper indicator for the term “land use intensity” in the sandy desertification related literatures. To better understand the association between sandy desertification and its driving factors, especially in the context of the synergistic roles of both climatic and anthropogenic variables, an indicator for land use intensity was developed in this paper for quantifying the relative role of land use output on different kinds of vegetation cover. The results indicated land use intensity increased rapidly from 1980 to 1995, obviously decreased from 1995 to 2000, and increased slowly after 2000 as a result of the continued increase of socioeconomic pressures and the fluctuating changes in vegetative cover.An ARDL model was established and applied to analyze the correlation between the area of bare sand land and land use intensity with the influence of annual precipitation in temporal dimension. The area of bare sand land was significantly affected by land use intensity in the long run. However, in the short run, the area of bare sand land was mainly impacted by the auto-correlation effect of itself in temporal dimension and by the annual precipitation. The improvement of the sand dunes obviously reduced the risk of sandy desertification under the condition of specific land use intensity.Before analyzing the correlation between land use intensity and sandy desertification, specific skills were applied to improve the model, including data interpolation and regression verification, since there would be regression biases resulting from the acquisition and processing of time-series data of different sources. Results showed that the area of bare sand land (S_t)and the land use intensity (LI_t) were time-independent. Lag terms of these two variables were added to improve original model.Changes in socioeconomic pressures and ecological restoration projects had obvious influences on land use intensity. Along with the steady increase of socioecological pressures on land and the changes in vegetative cover resulting from various ecological protection strategies and ecological restoration projects, shifts in land use intensity followed a different trend with the population and the social-economic demands. Nonetheless, the continuous increase of socioeconomic demands will increase land use intensity in the long run, so that the risk of sandy desertification remains high.     

科尔沁沙地不同年代小叶锦鸡儿人工林植物群落特征及其土壤特性

 研究了科尔沁沙地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工固沙林在0、5、13、21和28年的一个时间序列上土壤理化性状和植物群落特征及其恢复动态。结果表明：1) 土壤肥力随着人工植被建立时间的延长而逐渐恢复,表现为土壤粘粉粒含量、持水性能、土壤有机碳（SOC）和全氮（N）含量、潜在土壤呼吸在时间梯度上的增加,以及土壤容重和pH值的下降,0～5 cm表层土壤的恢复显著高于5～20 cm土壤;2) 在人工植被建立和发育的早期阶段 (0～13年),土壤肥力恢复的速率明显高于群落后期的演替阶段(13～28年);3) 灌丛对土壤肥力有明显的富集效应,随着人工群落发育时间的延长,“肥岛”面积扩展,富集率降低;4) 随着土壤环境条件的改善,侵入的草本植物种类数量、植被盖度增加,简单的人工植被向复杂的灌草群落演变。