北方主要草地类型中土壤真菌多样性及群落结构的比较研究

发布时间：2018-04-02 17:01

本文选题：草地　切入点：土壤　出处：《东北师范大学》2015年硕士论文

【摘要】：土壤真菌(soil fungi)是草地生态系统的重要组成部分,主要参与土壤有机质分解,与植物形成共生体,并为其提供养分,对植物的生长和群落组成、物质循环和能量流动过程具有重要影响,土壤真菌群落对环境因子变化高度敏感,可作为评价草地生态系统功能和经济价值的重要指标。长期以来,土壤真菌群落结构和多样性变化及其环境驱动因子的研究主要集中于较小空间尺度,而对于区域甚至更大空间尺度背景下,这些规律是否适用却无深入认识。因此,本研究在我国北方草原的主要草地上设置研究样带,调查了土壤真菌群落结构和多样性在不同草地类型间的变化规律,分析了土壤真菌对土壤理化特性的响应。本研究选取平原草甸、草甸草原、典型草原、荒漠草原和高寒草甸5种主要草地类型为研究对象,采用高通量测序法(high-throughput sequencing)比较分析了土壤真菌群落结构和多样性的变化规律及其驱动因子,主要研究结果如下:(1)5种草地类型间土壤真菌种系型丰富度(phylotype richness)与多样性(diversity)存在显著差异。除平原草甸外,其它草地类型间土壤真菌丰富度与多样性变化规律相似。土壤真菌种系型丰富度与多样性在荒漠草原最低(305.05,4.07),在典型草原最高(371.08,4.90)。草甸草原、典型草原与高寒草甸之间种系型丰富度与多样性没有显著差异,但显著高于荒漠草原。(2)通过高通量测序的有效序列分属于6个门,24个纲。在门类水平上,土壤真菌群落由子囊菌(Ascomycota)、担子菌(Basidiomycota)、球囊菌(Glomeromycota)、接合菌(Zygomycota)、壶菌(Chytridiomycota)及未分类真菌构成,前4类为土壤真菌主要群落。除球囊菌外,各门类真菌相对多度在不同草地类型间变化规律相似:平原草甸和荒漠草原最低,典型草原最高。球囊菌门相对多度变化相反,在平原草甸达到最高。在纲类水平上,不同草地类型间土壤真菌组成种类相似,且优势类群相同,但各个纲的相对多度差异显著。这说明不同草地类型间土壤真菌群落结构仍存在显著差异。(3)土壤真菌群落特征与土壤理化特性的相关性分析表明,土壤真菌种系型多样性与土壤理化指标无相关关系,土壤真菌种系型丰富度与土壤含水量、有机碳含量、全氮含量及全磷含量呈显著正相关关系。RDA分析结果显示,土壤真菌群落遗传多样性的主要驱动因子是土壤有机碳含量。土壤有效资源作为各类生物有机体物质和能量的直接来源,通过上行效应(bottom-up effect)与下行效应(top-down effect)作用,形成土壤-植物-微生物的反馈网络,影响着地上植物、地下生物及地上与地下生物的互作关系,改变着植物与土壤微生物的群落结构和多样性。(4)土壤真菌主要群落与土壤理化特性的相关性分析表明,子囊菌与土壤理化指标无相关关系;担子菌及接合菌与土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、全磷含量、碳氮比及氮磷比呈显著或极显著正相关,与土壤电导率及p H值呈负相关;球囊菌和土壤理化指标的关系与担子菌和接合菌相反,土壤电导率及p H值为正相关,而土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、全磷含量、碳氮比及氮磷比为负相关。RDA分析结果显示,土壤真菌优势群落的主要驱动因子是土壤p H值。土壤p H值既是影响土壤真菌生长的直接因素,又能通过改变植被群落及土壤有效资源的可利用性等其他环境因素,从地上到地下多层次地影响土壤各真菌群落的活性及生长。综上所述,区域尺度研究背景下,不同草地类型间土壤真菌多样性及群落结构不同,其变化与环境因子显著相关。其中,土壤真菌遗传型多样性主要受土壤有机碳含量驱动,优势类群相对多度主要受土壤p H值驱动。本研究对主要草地类型间土壤真菌群落结构及多样性的分析既增进了人们对土壤真菌群落在较大空间尺度背景下变化规律的认识,及其对草地生态系统功能和演替趋势的预测,又为草地的保护、维持及经济价值的最大化提供了理论指导。
[Abstract]:Soil fungi ( soil fungi ) is an important component of grassland ecosystem . It is mainly involved in the decomposition of soil organic matter , the formation of symbionts with plants , and it has important influence on the plant growth and community composition , material circulation and energy flow . ( 3 ) Correlation analysis of soil fungal community characteristics and soil physical and chemical properties indicates that the diversity of soil fungi is not related to the soil physical and chemical indexes . The main driving factors of soil fungal species richness and soil moisture content , organic carbon content , total nitrogen content and total phosphorus content are positively correlated . RDA analysis results show that the main driving factors of soil fungal community genetic diversity are the soil organic carbon content . ( 4 ) The correlation between the main community of soil fungi and the physical and chemical properties of soil showed that there was no correlation between soil moisture content , organic carbon content , total nitrogen content , total phosphorus content , carbon nitrogen ratio and N / P ratio .

【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812.2

【参考文献】