中國東部森林土壤真菌物種和功能的多樣性格局

《中國東部森林土壤真菌物種和功能的多樣性格局》是依託中山大學，由鄺嘉良擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：中國東部森林土壤真菌物種和功能的多樣性格局
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄺嘉良
• 依託單位：中山大學

中文摘要

森林土壤真菌群落是森林生態系統服務功能的主要貢獻者之一。系統研究環境變化過程中，森林土壤真菌群落物種和功能多樣性及其組成結構的空間分布格局以及各物種/功能間生態網路的動態回響，將有助於我們了解森林生態系統物質與能量循環的生態學過程及其功能的穩定性。然而，我們對森林土壤真菌多樣性的空間分布格局以及生態網路隨環境變化的動態回響和穩定性仍所知甚少。為此，本項目利用高通量測序技術、空間信息和群落基因組的預測模型以及生態網路的研究方法，擬對中國東部28個典型的國家森林自然保護區進行系統深入的調查研究。本項目希望結合詳盡的土壤理化、空間分布、植物多樣性和氣候特徵，揭示森林土壤真菌群落物種和功能多樣性和組成結構的空間分布格局及其潛在機制，並對比分析不同水平網路結構隨環境變化的動態回響和穩定性差異，為今後進一步了解森林生態系統功能對環境變化的反饋，以及真菌群落如何協助系統應對這些環境的變化提供理論基礎。

結題摘要

森林土壤微生物群落是森林生態系統服務功能的主要貢獻者之一。系統研究森林土壤微生物群落物種多樣性、組成結構的空間分布格局以及對環境變化和人類活動的動態回響，將有助於我們了解森林生態系統物質與能量循環的生態學過程及其系統穩定性。然而我們對此依然所知甚少。為此，本項目利用細菌16S基因和真菌ITS基因的高通量測序技術，結合相關的空間分布信息和氣候條件、土壤理化性質和人類活動數據，對中國東部28個典型的國家森林自然保護區進行系統深入的調查研究，深入探討森林生態系統中微生物群落（包括真菌和細菌）及其功能類群的地理格局，分布的可能成因以及受人類活動的影響。研究結果表明：整體真菌群落以及各功能類群的組成都隨著維度有著明顯的變化，且關聯性是區域依賴的。真菌的物種多樣性在中國範圍內，隨維度先升高后降低，呈現單峰模式。這有別於動植物多樣性隨維度升高而降低的格局。菌根真菌的存在能調節病原真菌與植物多樣性的關係。菌根真菌與病原真菌多樣性的比值與植物多樣性有這很強的負相關關係。這是首次在大尺度的自然環境中，支持了菌根真菌促進植物單優優勢, 而病原真菌促進植物共存的理論。另一方面，人類活動及其與土壤理化性質和氣候的相互作用解釋了大量的微生物群落的空間變異。人口密度、GDP、城市污染、含硫氧化物和氮氧化物的濃度等直接和間接影響了微生物多樣性和群落結構。本研究鑑定了與人口密度呈現正相關關係和負相關關係的微生物OTU，且與人口密度具有正相關關係的微生物OTU具有更寬的生態位寬度。而且，生態網路分析也表明與人口密度具有相同相關關係的物種更容易共存。總的來說，本項目探討了中國東部森林土壤微生物群落結構的空間分布模式及其潛在機制，並揭示了其隨環境變化和人類活動的回響和演變，為今後進一步了解森林生態系統功能對環境變化和人類活動的反饋，以及微生物群落如何協助系統應對這些變化提供理論基礎。