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不同草地类型土壤丛枝菌根真菌群落特征及其驱动因素

陈科宇, 邢森, 唐玉, 孙佳慧, 任世杰, 张静, 纪宝明

植物生态学报 2024, 48 (5): 660-674. DOI: 10.17521/cjpe.2023.0244

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丛枝菌根真菌(AMF)在草地生态系统中广泛分布, 对维持草地生态系统生产力和稳定性具有重要意义, 而中国天然草地生态系统AMF群落的分布特征及其驱动机制尚不明确。该研究以常见的18种草地类型为研究对象, 通过野外调查不同植物群落特征, 分析土壤理化性质和AMF群落特征, 探究中国草地生态系统不同草地类型土壤AMF群落特征及其驱动因素。结果表明, 近明球囊霉属(Claroideoglomus)、隔球囊霉属(Septoglomus)、多孢囊霉属(Diversispora)、根孢囊霉属(Rhizophagus)、无梗囊霉属(Acaulospora)、球囊霉属(Glomus)和双型囊霉属(Ambispora)在不同草地类型AMF群落中占据优势地位(相对多度>15%)。不同草地类型AMF群落在物种组成和多样性上存在差异, 且紫花针茅(Stipa purpurea)草地AMF群落多样性和稀有可操作分类单元(OTU) (相对多度<0.1%的OTU)占比相对较高。结构方程模型表明, AMF群落多样性受植物群落多样性和土壤pH的显著影响, 而AMF群落组成受温度、土壤含水率和植物群落组成的显著影响。综上所述, 中国天然草地AMF资源丰富, 且不同草地类型AMF群落存在较大差异。草地生态系统植物群落特征对AMF群落特征具有强烈的驱动作用, 保护植物多样性对于维持土壤微生物群落稳定性具有重要意义。

草地类型 Grassland type	可操作分类单元 OTUs	Shannon-Wiener多样性指数 Shannon-Wiener diversity index	Simpson多样性指数 Simpson diversity index	Pielou均匀度指数 Pielou evenness index
高山嵩草-垂穗披碱草草地 Carex parvula - Elymus nutans grassland	115.00 ± 9.59^cdef	2.82 ± 0.42^bcd	0.85 ± 0.06^abcd	0.59 ± 0.078^def
高山嵩草-圆穗蓼草地 C. parvula - Bistorta macrophylla grassland	137.80 ± 3.26^abc	3.91 ± 0.03^a	0.96 ± 0.01^a	0.79 ± 0.01^abc
蕨麻草地 Argentina anserina grassland	148.00 ± 2.28^ab	3.58 ± 0.33^ab	0.92 ± 0.04^abc	0.72 ± 0.07^bcde
高山早熟禾草地 Poa alpina grassland	137.80 ± 14.98^abc	3.38 ± 0.24^abc	0.91 ± 0.02^abc	0.69 ± 0.05^bcde
西藏嵩草草地 C. tibetikobresia grassland	147.40 ± 7.35^ab	4.05 ± 0.09^a	0.97 ± 0.01^a	0.81 ± 0.01^ab
垂穗披碱草草地 E. nutans grassland	126.40 ± 14.80^bcd	2.75 ± 0.27^cd	0.86 ± 0.03^abcd	0.57 ± 0.05^def
火绒草草地 Leontopodium leontopodioides grassland	112.40 ± 9.09^cdef	2.41 ± 0.19^d	0.84 ± 0.02^bcd	0.51 ± 0.03^f
紫花针茅草地 Stipa purpurea grassland	161.40 ± 9.84^a	4.08 ± 0.06^a	0.97 ± 0.01^a	0.80 ± 0.01^abc
紫花针茅-青藏薹草草地 S. purpurea - C. moorcroftii grassland	120.40 ± 3.91^bcdef	2.46 ± 0.12^d	0.83 ± 0.02^cd	0.51 ± 0.03^f
沙生薹草草地 C. praeclara grassland	59.75 ± 19.40^g	3.02 ± 0.47^cd	0.84 ± 0.09^d	0.77 ± 0.13^bcdef
丝颖针茅草地 S. capillacea grassland	140.00 ± 8.24^abc	2.73 ± 0.29^cd	0.87 ± 0.03^abcd	0.55 ± 0.06^ef
大花嵩草草地 C. nudicarpa grassland	57.20 ± 13.63^g	2.97 ± 0.56^abc	0.85 ± 0.09^abc	0.80 ± 0.13^a
羊草-短花针茅草地 Leymus chinensis - S. breviflora grassland	92.25 ± 8.29^f	2.78 ± 0.23^bcd	0.85 ± 0.03^abcd	0.62 ± 0.05^cdef
短花针茅-冷蒿草地 S. breviflora - Artemisia frigida grassland	122.75 ± 7.81^bcde	3.99 ± 0.19^a	0.96 ± 0.01^a	0.83 ± 0.03^ab
羊草-糙隐子草草地 L. chinensis - Cleistogenes squarrosa grassland	125.25 ± 3.00^bcde	3.84 ± 0.07^a	0.95 ± 0.01^ab	0.80 ± 0.02^abc
大针茅草地 S. grandis grassland	106.00 ± 6.32^def	3.28 ± 0.14^abc	0.89 ± 0.02^abc	0.70 ± 0.03^bcd
羊草-狼针草草地 L. chinensis - S. baicalensis grassland	94.25 ± 5.25^ef	3.67 ± 0.11^a	0.95 ± 0.01^abc	0.81 ± 0.01^ab
狼针草草地 S. baicalensis grassland	114.75 ± 4.93^cdef	3.29 ± 0.17^abc	0.89 ± 0.02^abc	0.69 ± 0.04^bcde

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表4 不同草地类型土壤丛枝菌根真菌群落α多样性 (平均值±标准差)

正文中引用本图/表的段落

不同草地类型土壤AMF群落α多样性差异性分析(表4)表明, 紫花针茅草地土壤AMF群落OTUs相对较高, 而沙生薹草和大花嵩草草地AMF群落OTUs显著低于其他草地类型。紫花针茅、西藏嵩草、短花针茅-冷蒿、高山嵩草-圆穗蓼、羊草-糙隐子草和羊草-狼针草草地AMF群落Shannon-Wiener多样性指数相对较高, 而紫花针茅-青藏薹草和火绒草草地AMF群落Shannon-Wiener多样性指数相对较低。紫花针茅、西藏嵩草、高山嵩草-圆穗蓼和短花针茅-冷蒿草地AMF群落Simpson多样性相对较高, 而沙生薹草草地AMF群落Simpson多样性相对较低。大花嵩草草地AMF群落Pielou均匀度相对较高, 而火绒草和紫花针茅-青藏薹草草地Pielou均匀度相对较低。

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