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马富龙1,王雨晴2,郝 瑜1,段继超1,刘霏霏1,席琳乔1,韩路3
long MA1,Wang YuQing2,瑜 Hao YuHao1,继超 Duan JichaoDuan1,霏霏 Liu FeifeiLiu1,琳乔 Xi LinqiaoXi1,Lu HAN3
摘要: 植物与土壤微生物在调节陆地生态系统功能和稳定性中起着至关重要的作用, 探讨植物、土壤微生物群落物种组成与多样性的海拔变化格局及其驱动机制对理解全球变化下陆地生态系统的响应与生物多样性维持机制意义深远。该研究以昆仑山北坡山地草原为对象, 在三个草原类型设置垂直梯度实验, 通过群落调查、室内实验与Illumina高通量测序技术并结合气候数据, 研究了干旱区山地草原植物、土壤微生物群落结构与多样性沿海拔梯度(2 200–3 800 m)的变化格局及其潜在关系。结果表明: 干旱区山地草原植物群落物种多样性、生物量与土壤细菌、真菌群落物种多样性及土壤养分含量沿海拔梯度呈单调递增格局, 至高寒草原最高; 土壤真菌对梯度环境变化较细菌敏感, 海拔梯度变化引起植物群落与土壤真菌群落发生了变化, 而土壤细菌群落结构未发生明显变化。植物群落物种多样性、生物量与土壤微生物群落物种多样性显著相关, 其与细菌多样性的联系强于真菌。植物、土壤微生物群落物种多样性与年降水量、土壤养分(碳、磷、钾)含量呈显著正相关关系, 而与年平均气温呈显著负相关关系。格局分析表明, 海拔(地理距离)、气候因子对植物、土壤微生物多样性的解释率大于土壤因子, 海拔梯度引起的气候因子变化(年降水量、气温)是植物、土壤微生物群落变化的主导驱动因素, 但作用不同; 而土壤养分对植物、土壤微生物群落物种多样性也起着重要的作用。综上所述, 干旱区山地局域尺度上草原植物与土壤微生物群落的区域分布格局主要受海拔梯度变化引起的气候因子与土壤因子共同调控。该研究揭示了干旱区气候因子是驱动山地草原生态系统植物、土壤微生物群落分布格局与结构变化的主导因子, 土壤微生物(尤其是细菌)多样性对提高草原群落生产力发挥重要作用。