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降水变化下荒漠草原土壤真菌群落特征及其影响机制

高晗

降水变化下荒漠草原土壤真菌群落特征及其影响机制

高晗1
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作者信息

  • 1. 西北师范大学
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摘要

全球变暖促使水文循环加快,使得大多数地区未来降水格局发生变化。降水是干旱、半干旱生态系统重要的水分来源,也是不同时空尺度上各种生物过程的关键驱动因子。土壤真菌不仅是土壤养分循环的重要参与者,也与植物根系间存在共生或寄生关系,对评估土壤碳储量和提升植物生产力至关重要。然而,关于降水变化下土壤真菌群落特征的结论尚存在争议。作为草原生态系统与荒漠生态系统之间过渡生态地理单元,黄土高原西部荒漠草原对于维持生态系统稳定具有不可替代的作用。因此,分析降水变化下黄土高原西部荒漠草原土壤真菌群落特征,对于评估气候变化背景下荒漠草原植被恢复与稳定性维持具有重要意义。 本研究在黄土高原西部荒漠草原开展的野外控制降水试验,设置了5个降水梯度(降水减少40%、降水减少20%、对照、降水增加20%、降水增加40%)。采集不同降水梯度下的土壤样品,通过高通量测序方法结合FUNGuild数据库,获取土壤真菌群落组成、多样性、功能类群的特征数据,利用方差分析、结构方程模型等分析方法研究降水变化下荒漠草原土壤真菌群落特征及其影响机制。主要的研究结果如下: (1)仅降水增加20%处理下荒漠草原真菌香农多样性显著低于对照;而真菌β多样性对降水变化的强敏感性,说明降水变化导致荒漠草原不同生境间土壤真菌群落组成的差异较大。 (2)降水变化对荒漠草原土壤优势真菌群落组成影响显著。作为最主要的优势真菌类群,子囊菌门、担子菌门分别在降水减少40%、降水增加20%处理下显著富集。子囊菌属于耐旱型菌群和关键物种的典型代表,且与真菌群落功能类群关系密切,表明土壤真菌能较好地适应干旱环境,维持荒漠草原生态系统功能。 (3)植物病原体真菌在降水减少40%处理下显著富集,丛枝菌根真菌在降水增加40%处理下显著富集,表明降水减少下荒漠草原植物病原体引起的真菌病害发生频率较高,而降水增加下植物互惠共生体活性较强。此外,降水减少40%处理降低共现网络的模块数量,增加网络的总边数和平均连接度,表明干旱下荒漠草原真菌群落的功能多样性较低,网络复杂性较强。 (4)降水减少40%处理显著降低植物盖度、密度、地上生物量,提高土壤速效磷和硝态氮含量,以及电导率。相关性分析表明速效磷、电导率和植物盖度与土壤真菌群落特征关系密切。结构方程模型分析得出,降水变化下土壤理化性质的改变既可以直接调节土壤真菌群落组成和功能,也可以通过调节真菌群落组成进而间接改变真菌群落功能。

关键词

荒漠草原/土壤真菌/群落特征/降水变化

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授予学位

硕士

学科专业

地理学;自然地理学

导师

张丽华

学位年度

2023

学位授予单位

西北师范大学

语种

中文

中图分类号

S8
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