四川贡嘎山森林生态系统国家野外科学观测研究站
贡嘎山海螺沟冰川退缩区生物群落演替特征、构建机制与驱动因素分析
作者: 贡嘎山站 更新时间: 2019-02-26

   以海螺沟冰川退缩区不同演替阶段的植被-土壤为研究对象,深入探讨了生物(植物–微生物–线虫)群落演替与土壤发育的互作关系。线虫群落结构可指示冰川退缩区土壤发育和植被演替进程,退缩30年,草地到森林的过渡中线虫丰富度实现跃升;其后40-80年为成熟阶段,具有最高的物种、食性和功能团多样性,复杂而协调的食物网结构;晚期线虫丰度下降,尤其是一些高c-p值的稀有线虫逐渐消失,成熟度及结构指数下降。生物类群间比较,植物和线虫的丰富度反应最高,细菌的丰富度反应最低,另一方面,真菌的生物量反应最大,其次是细菌、植物和线虫。大多数生物群在第5阶段达到最大的丰富度,在第6阶段达到最大生物量,然后在后期下降。

    土壤性质是塑造微生物群落结构的主要因素,特别是在早期1-5阶段;在最后两个阶段中生物因素,越来越重要,包括植物丰富度和线虫取食,最终控制真菌群落的周转。细菌群落构建中表现为更紧凑的拓扑结构表现为趋同进化,从而支持决定论,而真菌群落更松散的聚类则说明它们更多地是由随机性过程决定的趋异进化,而线虫中两个过程作用强度类似。表明中性理论和生态位理论在不同生物群落构建中分别起不同作用,明确了随机性过程和确定性过程在生物群落构建中的相对贡献。

    川滇柳与冬瓜杨间的相互关系随土壤龄级出现由互惠到竞争的转变,N缺乏时川滇柳占据优势,而施N后发生逆转冬瓜杨占优,施P能调控云杉和冷杉的竞争关系,冷杉的生长受到云杉的促进,优势进一步加强,而云杉的相对竞争指数也有所增加。表明土壤养分有效性影响的植物种间种内互作关系是植被演替的关键,且早晚期分别主要受氮和磷的调控。群落水平上植物群落叶片N:P比从演替初期的8.2到演替后期的20.1,也暗示演替过程中植物群落由N限制逐渐转变P限制。微生物酶活性生物化学计量也表明微生物早期受C和N限制,后期受P限制。这是第一次尝试解析冰川退缩区土壤-植物-微生物-线虫的关系。以上成果发表在Plant and Soil以及Soil Biology & Biochemistry上。


环境因素对植物(根和叶)-微生物(细菌和真菌)-线虫的约束性

 

植物-微生物-线虫的多样性和生物量对演替进程的不同响应

随机性过程在植物-微生物-线虫群落构建的贡献

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