北京东灵山土壤真菌的海拔格局与年际变化研究

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中文摘要：土壤真菌作为土壤微生物重要组成部分，参与多种土壤的生物化学循环，对维持生态系统的正常功能起着重要作用。山地在非生物和生物条件下均形成了急剧压缩的梯度，有助于研究人员探索驱动微生物多样性、组成和功能类型分布的模式和机制。目前，对于局部尺度的自然生态系统中，植被、土壤和真菌群落是如何沿海拔梯度协同变化的研究还尚未形成明确的结论。本研究选取北京东灵山的连续海拔梯度，以土壤真菌为研究对象，利用高通量测序技术从空间分布和年际动态两个方面，对土壤真菌组成及群落分布格局进行调查和探讨，并对海拔梯度下的土壤理化性质进行分析，对土壤微生物群落的时空分布变化规律及其影响因素进行分析，主要研究结果如下: (1)东灵山2013年林线上下山地森林和亚高山草甸两个生态系统在土壤环境和土壤真菌群落组成上存在显著差异。与山地森林相比，亚高山草甸的土壤温度显著下降、湿度显著增加，土壤养分显著增加。共生菌在亚高山草甸中显著减少。在局部尺度上，空间距离和环境因素共同影响着土壤真菌群落组成，其中温度在海拔梯度上是土壤真菌群落组成的重要环境预测因子，未发现其他环境因子对总体真菌群落组成的显著影响，但不同土壤真菌功能类群的分布对同一环境因子变化的响应存在差异。通过建立分子生态网络，明确腐生菌在两个生态系统中均为关键功能类群，亚高山草甸土壤真菌群落中物种间联系更紧密，山地森林土壤真菌群落具有较高的稳定性。 (2)东灵山在2013-2018五年间土壤环境和土壤真菌组成均发生了显著变化，但分子生态网络的结构和关键节点维持稳定。2018年土壤总氮、总磷较2013年显著增加，总碳、有机碳较2013年显著减少，pH显著下降。真菌功能类群的年际变化为腐生菌减少，共生菌增加，病原菌增加。不同优势度的真菌群落的α多样性指数沿海拔呈现非一致性变化规律，而pH和有效磷是时间尺度上的重要环境过滤因子。五年间土壤真菌β多样性海拔格局呈现显著变化，真菌群落相似率在海拔梯度上均呈现显著的距离衰减关系，但2018年的土壤真菌群落之间相似率更高。在五年的植被演替后，东灵山草本植物和总体植物丰富度显著增加，且土壤营养成分的变化与真菌群落组成的变化显著相关。本研究对海拔梯度上植被、土壤环境和土壤微生物群落的时空变化和协同作用进行了探究，为预测山地生态功能对全球气候变化的响应提供了科学依据。

作者：

王雪莹

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关键词：

土壤真菌海拔梯度高通量测序网络分析群落结构

授予学位：

硕士

学科专业：

生态学

导师：

马克明

学位年度：

2022

学位授予单位：

中国科学院大学

语种：

中文

中图分类号：