植物-土壤反馈与草地群落演替:菌根真菌和土壤病原菌的调控作用

由植物引起的根际土壤生物或非生物环境的改变能够反馈影响群落中不同植物的生长,直接改变共存植物的相对竞争关系,推动群落结构的动态变化。作为土壤生物群落的重要组成部分,土壤微生物在植物-土壤反馈关系中起到重要的调控作用,对解释植物群落的演替进程和方向有着重要的意义。在草地植物群落演替的早期阶段和外来物种入侵的过程中,宿主植物对丛枝菌根真菌(AMF)的依赖性较低,受本地病原菌的影响较小,一般不存在负反馈。在演替后期,植物对AMF更具依赖性,而积累的病原菌则产生较强的负反馈效应,从而促进群落物种共存和植物多样性,提高草地生产力和稳定性。研究微生物-植物反馈机制不仅有助于完善草地退化与恢复理论,还对退化草地恢复治理的实践有着指导意义。未来关于根际微生物-植物反馈在草地群落演替中的作用应该加强以下几方面的研究:(1)在实验方法上,开展专性微生物-植物反馈研究;(2)在测定指标上,进一步量化不同微生物在反馈关系中的功能差异;(3)在研究对象上,加强土壤微生物在植物群落水平的反馈研究;(4)在应用上,明晰植物-土壤反馈在退化草地恢复过程中的作用,指导草地管理实践。

基于统计模型法的黄河源园区草原植被覆盖度遥感监测

本次以三江源国家公园黄河源园区为研究区域,采用“天-地”一体化的遥感与地面调查相结合的方法,以MODIS09Q1 250米影像产品数据,通过8天合成的地表反射率,对应地面调查时间,将遥感数据产品中波段信息提取归一化植被指数NDVI值与实测的草地植被覆盖度建立估算模型关系,采用统计模型法,构建最优模型,合成调查区域植被覆盖度分布图。结果表明:(1)通过统计模型法构建模型能较好的定量反应调查区的植被覆盖度,精度基本能达到80%以上,符合遥感技术在大尺度上的调查要求。(2)通过遥感调查能直观反应黄河源园区的植被空间覆盖状况,植被覆盖度呈现南高北低的整体分布特点。(3)植被覆盖度分布特点与草地类型及优势种特点吻合度较高,体现在北部高寒草原类覆盖度偏低,南部高寒草甸类覆盖度偏高。

三江源区典型高寒草地丛枝菌根真菌多样性及构建机制

为探究三江源地区典型高寒草地生态系统中丛枝菌根(AM)真菌群落变化的关键驱动过程,以三江源国家公园高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸和高寒湿地4种典型草地生态系统为研究对象,基于Illumina-Miseq高通量测序手段,通过分析不同生态系统中AM真菌群落的物种及谱系组成,并结合群落谱系分析方法,探明影响AM真菌群落组成的各种因素,推断出AM真菌群落的构建机制及关键生态过程。结果表明:1)4种草地类型AM真菌多样性和群落结构存在明显差异,高寒荒漠、高寒草甸、高寒湿地的优势属均为球囊霉属(Glomus),高寒草原的优势属则为多样孢囊霉属(Diversispora)。2)高寒湿地AM真菌的OTU丰富度和谱系多样性指数均显著低于其他3种草地类型。3)植物群落组成、土壤含水量和有效N∶P是影响AM真菌群落组成的主要因子,其中土壤含水量是AM真菌群落物种组成的首要决定因素,而植物群落组成是决定AM真菌群落谱系组成的关键因子。4)4种草地类型的AM真菌群落谱系结构均为聚集模式,在高寒荒漠,AM真菌群落构建由随机过程决定,而在高寒草原、高寒草甸和高寒湿地,AM真菌群落受随机过程以及微弱的环境选择作用主导。