早春荒漠短命植物的共生AM真菌生物多样性及其生态效应研究
短命植物是荒漠生境中一类重要的植物资源，具有稳定沙丘、降低沙尘暴的功能。丛枝菌根(Arbuscularmycorrhizal，AM)真菌是一类能与绝大多数的陆地植物形成共生体的真菌。本研究的理论假设是短命植物与AM真菌形成共生体是其适应荒漠极端环境的策略。因此，本研究通过对我国新疆北疆早春短命植物的菌根形成状况及其根际土壤中AM真菌的分布和群落组成的调查，揭示了短命植物根际AM真菌的多样性；并研究了不同的植物种类和生境对短命植物形成菌根共生体的影响；在此基础上，运用地统计学的方法，分析了AM真菌的时空分布及其与植物群落的时空分布及其关系；结合野外和室内试验研究了AM真菌在短命植物群落中的重要功能；同时，尝试了对受损的荒漠环境，利用接种AM真菌来进行生物修复的新技术途径。主要结果如下：调查了北疆73种短命植物的菌根状况，结果表明：有65种植物为菌根植物，占到调查总数的89％；其余的8种可能为菌根植物。在这些短命植物根区土壤中共分离到无梗囊霉属、球囊霉属、类球囊霉属、原囊霉属、内养囊霉属和盾巨孢囊霉属6属的真菌。其中，球囊霉的真菌为优势类群。
针对荒漠生态系统中4种不同典型荒漠生境，蒿属荒漠、小蓬荒漠、柽柳灌丛、梭梭荒漠以及在这些生境中广泛分布的5种短命植物：东方旱麦草、囊瓣顶冰花、小车前、中亚婆罗门参和弯果胡卢巴，研究了植物种类和生境对短命植物菌根侵染和根区AM真菌产孢的影响。结果表明，植物种类的不同显著影响着菌根的形成，而同种植物因生境的不同其根区土壤中的孢子密度则存在着显著的差异。
用地统计学方法，研究了沙漠生境中AM真菌与植物群落在沙丘上时空分布的特点与规律，及其二者的分布关系。同时，把沙丘分成了背风坡丘间、背风坡下部、背风坡中部、背风坡上部、丘顶、迎风坡上部、迎风坡中部、迎风坡下部和迎风坡丘间9个部位，分析了每个部位上AM真菌与植物的种群组成。研究表明，AM真菌和短命植物群落的分布存在时空变异，植物群落的分布与AM真菌群落的分布显著相关。Glomus属的真菌是沙丘上分布的优势类群，G.aggregatum,G.claroideum，G.deserticola和G.etunicatum4个种的真菌是沙丘各个部位的共有种。对于植物群落而言，短命植物占到大多数(64％)，其中在沙丘各个部位都出现的种，除角果藜外，其它2种囊果苔草和尖喙牻牛儿苗都为短命植物。
采用野外样地定位试验和原状土柱室内培养试验相结合的方法，研究了AM真菌群落对短命植物群落生长的效应。研究表明，短命植物对土壤中的AM真菌有着较高的依赖性，AM真菌能够提高短命植物尖喙牻牛儿苗的种子产量；AM真菌还影响着短命植物群落的物种多样性、植物种的丰度和初级生产力。对工程扰动的沙丘接种外源AM真菌，显著提高了沙丘上植被的盖度、植物密度和地上部的植物产量。
通过以上研究可以得出以下结论：分布在北疆荒漠89％的荒漠早春短命植物为菌根植物，Glomus属的真菌是优势类群；AM真菌与短命植物的分布存在时间和空间的变异；AM真菌有利于提高短命植物群落的多样性、植物种的丰度和生产力。
荒漠;早春短命植物;丛枝菌根真菌;AM真菌;生物多样性;地统计学
中国农业大学
博士
植物营养学
李晓林;冯固
2006
中文
Q945
95
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）