环境因子对西藏高原草地植物丛枝菌根真菌的影响

对西藏高原不同草地类型建群种植物的研究结果表明,寄主植物根围土壤AM真菌孢子密度与菌根侵染率之间无相关性;不同海拔条件下温度、降水量等的显著变化对草地植物AM真菌的发育和侵染具有重要影响,不同草地类型、土壤质地对AM真菌的影响亦较明显;在一定范围内,孢子密度随土壤pH、有机质含量的提高分别呈显著增加（r=0.5319*,n=20）和下降趋势（r=-0.1973,n=20）,菌根侵染率与土壤pH、有机质含量间则分别呈一定程度的负相关和正相关;高磷土壤环境对AM真菌的产孢和侵染均具有不同程度的抑制作用;最适AM真菌发育和产孢的土壤pH、有机质和有效磷含量范围分别为8.0～8.7、3.8～4.8 g·kg和7.8～10.1 mg·kg^-1;中度特别是重度退化草地对AM真菌的繁殖和侵染均具有不利影响,适度放牧对AM真菌关键种的保持具有重要意义;AM真菌对沙生苔草、矮生嵩草和扁穗莎草根系均具有良好的侵染效应.     

西藏高山草原AM真菌生态分布

对西藏高原37种草地植物(建群种或常见种)70个带根土样的AM真菌进行了研究.结果表明:1)在所分离到的5属35种AM真菌中,球囊霉属、无梗囊霉属、盾巨孢囊霉属真菌分别为18、9、6种,内养囊霉属、类球囊霉属各1种.其中,藏南、藏北草原AM真菌分别为4属23种、4属22种,Shannon指数分别为2.31和2.75,但藏北草原AM真菌孢子密度、种的丰度显著高于藏南.2)不同生态区域AM真菌呈共有种较少、特有种较多、优势种差异较大的分布特征.3)高寒草原、山地草甸、高寒草甸草原AM真菌Shannon指数分别为1.91、1.83、1.80,呈严重退化态势的温性草原仅为1.64;海拔4000～4600 m地带,种的丰度最高,海拔4600～5220 m地带,真菌Shannon指数和物种均匀度最高,分别为2.42和0.79;4)球囊霉属真菌在不同海拔段均为优势属,但在海拔4000 m地带相对多度较高;无梗囊霉属主要分布于海拔4000 m地带;盾巨孢囊霉属主要分布于海拔3500～5220 m地带;类球囊霉属主要见于海拔4000～5220 m的藏北高寒草甸草原,少量见于高寒草原环境;内养囊霉属仅见于海拔3500～3700 m的藏南温性草原.     

西藏高原退化土壤的生物学肥力及其变化特征

通过3年田间定位试验,对施肥条件下退化山地灌丛草原土生物学肥力的变化进行了研究.结果表明,不施肥状态下的耕层土壤有机质含量较试前呈微弱下降,施肥条件下土壤生物学肥力呈现出相对一致的特征,表现在耕层土壤有机质相对较高的积累速率、腐殖质结构明显改善以及土壤细菌的显著增殖等方面,但土壤微生物区系仍处于极不协调状态;随着有机肥或化肥的递增,0～30和30～60 cm土层有机质含量均有显著提高的趋势,其年均累积量分别达1.35和0.67 g·kg^-1;0～30和30～60 cm土层腐殖质碳占有机碳比重、胡敏酸碳占腐殖质碳比重亦均随有机肥或化肥递增而趋于提高;不同培肥方式对土壤细菌的繁殖与活动均具有极为显著的促进作用,2～30和30～60 cm土层细菌数量与有机质含量分别呈极显著和显著正相关（r＝0.7194、0.6042）,对土壤真菌、放线菌的影响则不甚明显;多数施肥处理下,不同土层固氮菌、纤维素分解菌数量低于不施肥处理,耕层土壤固氮菌与纤维素分解菌数量呈负相关（r=-0.4799）     

高寒草原土壤有机碳及土壤碳库管理指数的变化

高寒草原对高寒生态系统的稳定具有重大意义。为探明高寒草原土壤有机碳（SOC）、土壤活性有机碳（ASOC）变化,以及草地退化对土壤碳库稳定性的影响,对藏北高原正常、轻度和严重退化高寒草原表层（0-10 cm）、亚表层（10-20 cm）土壤进行了初步研究。结果表明：（1）轻度、严重退化草地各土层SOC、ASOC均呈不同程度的下降。其中,退化草地SOC的降幅均以表层最大,且各土层降幅均随草地退化加剧而下降;退化草地ASOC的降幅则均以亚表层最大,但各土层ASOC的降幅随草地退化加剧而提高。（2）正常草地、轻度和严重退化草地表层ASOC比率分别为16.8%、21.3%、16.6%,亚表层分别为21.8%、18.1%和16.0%;土壤碳库活度与ASOC比率的变化趋势完全一致。因此,轻度退化草地SOC的不稳定性主要体现在表层土壤。（3）退化草地表层、亚表层碳库管理指数（CMI）均呈显著下降,但表层降幅相对较低;与严重退化草地比,轻度退化草地不同土层CMI明显提高。（4）高寒草原环境中,正常草地、轻度和严重退化草地各土层SOC、ASOC间则均呈一定程度的负相关,表明土壤微生物对SOC、ASOC的影响和作用可能不同。     

丛枝菌根真菌群落沿高寒草原海拔梯度的变化特征

基于丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌孢子形态学的鉴定,对沿不同海拔(4584、4628、4744、4880、4956 m)梯度采集的高寒草原建群植物根际土壤样品进行了分析。结果表明,高寒草原AM真菌属、种构成均较简单,Acaulospora、Claroideoglomus、Funneliformis、Glomus属见于各海拔梯度,海拔4744 m地带未见Pacispora属,海拔4744、4956 m地带无Scutellospora属分布,Rhizophagus属仅见于海拔4584 m地带。随海拔上升,AM真菌种数、物种丰度均呈显著下降;海拔4584—4880 m范围Shannon-Weiner指数(H)无显著差异,但在最高海拔时显著下降;优势种种数及所占比例与海拔梯度则呈显著正相关(Funneliformis geosporum、Claroideoglomus claroideum为不同海拔梯度优势种);沿海拔梯度,孢子密度基本呈单峰分布格局,峰值出现在海拔4744 m地带;海拔梯度对菌根侵染效应影响显著,菌根侵染率、侵染强度和丛枝丰度随海拔上升均呈显著下降趋势;不同海拔梯度高寒草原AM真菌群落相似度(Sorensen相似性系数0.821—0.969)较高,并在总体上表现出随海拔梯度增大而降低的趋势。土壤pH值、有效磷、有机碳、海拔对AM真菌的群落分布均产生显著影响,尤以海拔的影响最为显著。研究结果对预测高寒草原微生物的作用与影响,以及高寒草原环境对全球变化的响应等提供了理论依据。     

藏北高寒草原针茅属植物AM真菌的物种多样性

基于AMF孢子形态学鉴定,对藏北高寒草原4种针茅菌根际土壤进行了研究,结果表明:(1)高原寒、旱环境下,Glomus属真菌在不同针茅菌根际AM真菌种群构成中的地位和作用非常突出,其孢子密度、种数、相对多度和重要值均显著(P≤0.05)大于Acaulospora、Scutellospora属。(2)针茅属植物种类对AM真菌物种多样性具有重要影响,广布种沙生针茅Shannon-Weiner指数、物种均匀度指数相对最高(分别为1.79和0.72),其次分别为羽柱针茅、紫花针茅和昆仑针茅;青藏高原特有针茅属植物菌根际AMF的繁殖能力相对较强,羽柱针茅、紫花针茅、昆仑针茅孢子密度分别较沙生针茅提高57.8%、48.7%\,62.4%。(3)不同针茅菌根际土壤中,同种AM真菌(共有种)和优势种(F>50%)较多、优势种种类差异很大的种群分布特征,体现了AM真菌种群构成的复杂性,以及AMF对高原寒旱环境的高度适应性、协同性。(4)不同针茅菌根际AMF优势种相对多度高达78.2%-92.4%(平均为85.7%),对AM真菌的群落构成具有重要作用。其中,G. claroideum孢子密度即占4类针茅AM真菌优势种的50.2%-71.9%。     

西藏高原针茅草地土壤因子对丛枝菌根真菌物种多样性的影响

在对西藏高原北部针茅草地根围土壤中的丛枝菌根(AM)真菌种类分离鉴定基础上,研究了藏北针茅草地的土壤质地、pH、有机质和有效磷含量对AM真菌孢子密度、分离频度、相对多度、重要值、物种多样性指数和均匀度的影响.结果表明: 针茅草地根围土壤中共分离鉴定出AM真菌3属15种,其中,球囊霉属9种、无梗囊霉属6种、盾巨孢囊霉属1种.球囊霉属和无梗囊霉属为藏北针茅草地AM真菌的优势属;近明球囊霉和光壁无梗囊霉为藏北高寒草原针茅属植物根围AM真菌的优势种.不同质地土壤中AM真菌孢子密度、分离频度、相对多度和重要值均表现出球囊霉属＞无梗囊霉属＞盾巨孢囊霉属的趋势;土壤pH值对AM真菌种群组成无明显影响,球囊霉属和无梗囊霉属真菌分离频度、相对多度和重要值随土壤pH升高而增加,盾巨孢囊霉属则呈现相反趋势;不同土壤有机质含量范围内,AM真菌孢子密度等各项指标均呈球囊霉属＞无梗囊霉属＞盾巨孢囊霉属,而AM真菌属的分布没有明显规律;土壤有效磷含量对AM真菌种丰度和孢子密度影响较小.研究区域内AM真菌物种多样性指数和均匀度随着土壤有效磷含量升高而增加.     

西藏高原草地生态系统丛枝菌根真菌的地理分布

西藏高原是地球上极具特色的地理单元,对生物物种的形成与演化具有重要影响。基于孢子形态学鉴定,对从藏东南到藏西北(海拔高差3500 m,年均温、年均降水量差异分别20℃、800 mm)高原热带、亚热带、温带、亚寒带和寒带环境下发育而成的热性草丛、暖性草丛、温性草原、温性荒漠、高寒草甸草原、高寒草原、高寒荒漠和高寒荒漠草原中的AM真菌群落进行研究,结果表明,不同类型草地间AM真菌的群落相似度普遍较低,环境对AM真菌群落具有重要影响。从藏东南到藏西北,不同类型草地间AM真菌的群落相似度呈下降趋势(Jaccard相似性系数从0.52降至0.20),AM真菌群落组成及结构变化渐趋加大,不同草地中的同种植物(包括广谱种、青藏高原特有种)AM真菌群落相似度亦不同。沿藏东南到藏西北环境梯度,随草地寒旱程度的逐步加剧,AM真菌种的丰度,特别是种数、Shannon-Weiner指数在总体上趋于显著(P0.05)下降,孢子密度则在总体上趋于显著提高,优势种比例、Shannon-Weiner指数亦表现出增加的趋势,表明AM真菌物种多样性虽趋于下降,但生存及对环境的适应能力趋于提高。海拔、土壤p H、有效磷和有机碳含量对AM真菌群落组成均具显著影响,但海拔对水热环境的影响决定着土壤环境的变化。因此,海拔和寒旱程度不断上升所导致的p H显著提高、土壤有机碳和有效磷含量显著下降的综合作用影响并决定着AM真菌的群落组成。研究结果对进一步理解西藏高原生物多样性的产生和维持机制等具有重要的参考价值。     

西藏高原不同海拔区域丛枝菌根真菌群落的变化

为了进一步了解丛枝菌根(AM)真菌群落对不同海拔环境的响应,基于孢子形态学鉴定,研究了西藏高原不同海拔区域主要草本植物AM真菌的群落特征、菌根侵染及其变化.结果表明: 藏东南低海拔区(2200~3400 m)、藏中中海拔区(3400~3900 m)和藏北高海拔区(4300~5300 m)的AM真菌分别为11属31种、11属20种和6属14种.随着海拔上升,孢子密度(r=0.978,P<0.01)、物种丰度(r=0.462,P>0.05)均趋提高,优势种、特有种比例大幅增加,Shannon指数(r=-0.945,P<0.01)极显著下降.不同海拔区之间AM真菌群落Sorensen相似性系数(0.526~0.592)较为接近,仅在总体上随海拔差异扩大略趋下降;藏东南低海拔区、藏北高海拔区菌根侵染率无显著差异,但均显著低于藏中中海拔区.各海拔区内,不同海拔梯度对AM真菌群落、根系侵染亦具显著影响,但影响程度、影响趋势因整体海拔环境不同而异.说明西藏高原AM真菌群落趋于生境选择,受控于海拔所主导的水热环境及土壤环境.