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干旱区水盐梯度下植物与AM真菌物种多样性耦合关系研究

魏雪峰  
【摘要】:菌根真菌是土壤中与植物形成互惠共生联合体的一类真菌,其中丛枝菌根真菌(AM真菌,arbuscular mycorrhizal fungi)不仅分布广泛,还具有能够改善植物营养状况,促进植物生长,提高植物抗性等特性,该类真菌对维持宿主植物多样性及生态系统功能和稳定性具有重要意义。我国西北干旱区具有干旱、高温、盐碱、低温等丰富的自然生态环境,其独特的生态系统多样性和物种多样性,形成了特异与植物互惠共生的AM真菌群落。在干旱典型荒漠区进行AM真菌多样性研究,对全面认识干旱区AM真菌群落结构组成具有重要意义,开展对水盐梯度下AM真菌多样性和植物多样性的响应,及AM真菌与植物多样性的耦合关系进行研究,能更好的认识干旱区宏观和微观物种多样性为干旱区生态系统维持机制及多样性保护提供重要的理论依据。 研究得到以下实验结果: 1、对样带4个样地的植被调查统计得到9科17属20种,乔木胡杨的重要值在前3个样地都是最高,土壤含水量最小的第四样地重要值最高为梭梭,灌木重要值处中间,草本植物重要值普遍较低。18种宿主植物,除猪毛菜,17种植物都有AM真菌侵染,侵染率依次为75.3±4.2%、77.5±4.3%、63.7±6.2%、31.3±5.3%。其中共分离鉴定5属36种AM真菌,其中无根囊霉属(Acaulospora)12种、内养囊霉属(Entrophospra)3种、球囊霉属(Glomus)16种、巨孢囊霉属(Gigaspora)1种、盾巨孢囊霉属(Scutellospora)4种。无梗囊霉属是是干旱区荒漠生态系统优势属,球囊霉属是极端干旱土壤条件下的优势属,盾巨包囊霉属耐旱不易耐盐碱。 2、植物与AM真菌的Gleason指数极显著正相关,Shannon-Wiener指数相关性最小。宿主乔木与寄生根系的AM真菌的Margalef指数显著正相关,Gleason指数极显著正相关,Pielou均匀度相关性最小;宿主灌木与寄生根系的AM真菌Gleason指数显著相关,与Pielou均匀度指数显著负相关,Shannon-Wiener指数相关性最小;宿主草本指数与寄生根系的AM真菌各多样性指数无显著相关。 3、通过植物与AM真菌β多样性比较得出,随着土壤水盐梯度由多盐多水向少盐少水发展,植物与AM真菌群落组成的相似程度升高,群落物种代替速率减弱,但AM真菌的代替速率快于植物群落的代替速率。 4、主成分分析得出土壤含水量、土壤pH值、土壤全Ca和土壤全Mg是影响AM真菌的土壤理化性质的主成分。进行二项式拟合,发现AM真菌侵染率受环境因素影响较小,但对孢子密度和孢子丰度影响较大,土壤水分含量是最主要影响因子,pH是最主要限制因子,因此水分较充足,盐分较少的土壤环境AM真菌的多样性最高。 5、对4个样地乔灌草优势植物根系寄生AM真菌分离孢子密度、丰度进行分析,及对乔灌草易寄生植物根系寄生AM真菌分离孢子密度、丰度进行分析,得出易寄生植物并非群落的优势植物。沿水盐梯度下,灌木寄生AM真菌多度和丰度都较低于乔木和草本植物。易寄生植物根下寄生的AM真菌的丰度占荒漠植被全部分离的68.42%~81.82%,对AM真菌维持起到重要作用,其中草本植物沙漠绢蒿根下寄生AM真菌丰度占分离总丰度的52.94%~59.09%,对AM真菌的多样性维持贡献最大。


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