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湖南会同杉木林站在亚热带阔叶林土壤真菌群落多样性及其驱动机制的研究取得进展
作者: 会同杉木林站 更新时间: 2019-05-13

我国亚热带地区水热条件优越,分布有全球特殊的阔叶林生态系统,其中以落叶和常绿阔叶林最为典型,主要有壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)、漆树科(Anacardiaceae)和金缕梅科(Hamamelidaceae)等阔叶树种组成,一直以来受到生态学家极大的研究兴趣。许多研究针对亚热带落叶和常绿阔叶林的植物分布、生产力、生理形态特征以及养分动态等进行了比较研究,却缺乏对其地下土壤微生物尤其是真菌的研究。真菌作为土壤生态系统的重要组成部分,对于森林生态系统的有机质分解、养分循环和能量流动等过程具有中心主导地位。因此,探究亚热带阔叶林土壤真菌群落多样性及其聚集的驱动机制,对于深入认识阔叶林生态系统的功能与过程具有重要的意义。

本研究以长沙大山冲林场内两个相邻的1.0-ha的落叶阔叶和常绿阔叶林大样地为研究对象,分别随机选取30个左右的小样方采集有机和上层矿质土壤样品,利用高通量测序和FUNGuild分类对土壤真菌群落多样性及其功能组成进行了研究,旨在回答以下2个科学问题:(1)亚热带不同类型阔叶林土壤真菌群落结构特征是否存在差异?(2)导致不同阔叶林类型土壤真菌群落变化的主要的驱动因素有哪些?研究结果表明,落叶和常绿落叶林土壤真菌群落多样性和组成都具有明显的差异(图1)。尽管两种类型阔叶林真菌都以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主,但落叶林的功能真菌以腐生菌(Saprophytic fungi)为主,而常绿林以共生的外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi)为主。进一步通过多元线性回归和RDA分析表明,落叶林土壤真菌群落主要受树种多样性及其凋落物量影响,而优势树种的宿主效应主导常绿林土壤真菌群落变化,另外土壤pH,水分以及养分尤其是磷也是影响土壤真菌变化的主要因子(图2)。此外,本研究利用共线性网络分析方法对土壤真菌群落物种之间的相互作用关系进行了初步探讨,并认为功能真菌之间的竞争或合作关系也是驱动阔林林土壤真菌群落变化的重要原因。

上述研究结果近期以“Contrasting patterns and drivers of soil fungal communities in subtropical deciduous and evergreen broadleaved forests”为题发表于国际知名微生物学期刊《Applied Microbiology and Biotechnology》上,本站研究人员陈亮博士为第一作者,项文化教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1007/s00253-019-09867-z

 

                                                   图1 落叶和常绿阔叶林土壤真菌丰富度 (a)及群落结构(b)差异比较

 

                              图2多元回归及RDA分析揭示环境因子驱动土壤真菌多样性及组成变化的概念模型图

 

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