外生菌根真菌(Ectomycorrhizal (ECM) fungi)與植被組成、土壤特性和特殊生境過程密切相關(guān)。然而，基于生境適應(yīng)性與環(huán)境梯度變化的植被-ECM真菌時(shí)空協(xié)同進(jìn)化機(jī)制尚不清楚，考察地理位置、植被功能和土壤理化特性等環(huán)境因子梯度變化及其交互作用對(duì)植被-ECM真菌群落組成的影響相關(guān)研究較少。
鑒于此，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所生物多樣性組(菌物)與天然林生態(tài)組以長白山25 hm2針-闊混林樣地為依托，利用ECM真菌相關(guān)25個(gè)環(huán)境因子量化出地理分布、土壤理化性質(zhì)和植被功能特性等三類綜合因子和環(huán)境質(zhì)量梯度，并藉此探究植被-ECM在上述環(huán)境梯度上的空間分布特征及其形成機(jī)制，揭示不同環(huán)境梯度與ECM真菌互作關(guān)系，明確影響ECM真菌組成與分布的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子。
研究發(fā)現(xiàn)，植被演替過程與ECM真菌相關(guān)因子和土壤理化特性空間異質(zhì)性存在密切關(guān)系，25 hm2樣地西北-東南方向存在極明顯的植物組成地理梯度分布差異：先鋒樹種多存在于西北角，而頂級(jí)植被存在于東南方向。ECM真菌群落于東部養(yǎng)分貧瘠地帶豐度高于水份與養(yǎng)分豐富的西部地帶;同時(shí)，西北-東南一線中間區(qū)域ECM真菌多樣性最高。如圖1所示，西北地帶(如si1)僅發(fā)現(xiàn)先鋒樹種而無頂級(jí)或伴生樹種，說明該區(qū)森林演替過程曾在過去某時(shí)刻被外因(如強(qiáng)風(fēng)、病害等)干擾而終止;相反，東南地帶(如si5)缺少先鋒樹種現(xiàn)象則說明該地帶森林演替過程未被強(qiáng)烈地干擾或終止。地理位置與土壤理化綜合得分與ECM真菌多樣性和多數(shù)菌種豐度呈顯著負(fù)相關(guān)，顯然說明ECM真菌在養(yǎng)分貧瘠條件下可通過高效養(yǎng)分供給和非結(jié)構(gòu)碳再分配等方式影響宿主植被生長。
該成果以“Ectomycorrhizal fungus-associated determinants jointly reflect ecological processes in a temperature broad-leaved mixed forest”為題發(fā)表在Science of The Total Environment雜志上，白震副研究員與原作強(qiáng)研究員為共同第一作者，王緒高研究員和袁海生研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目支持。
25 hm2針-闊混林外生真菌相關(guān)環(huán)境梯度形成機(jī)制
利用地理分布特征與土壤理化性質(zhì)，分別計(jì)算122個(gè)小樣方地理和土壤質(zhì)量綜合得分與梯度等級(jí)。地理梯度沿西北-東南一線(“site1”至“site5”)，土壤質(zhì)量梯度自西向東(“sA”至“sE”)。梯度水平1-5級(jí)，分別由棕、桔、金、灰和黑色表示，樣點(diǎn)大小反映得分高低。
