【摘 要】
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同种负密度制约(CNDD)是促进森林树种多样性维持的重要机制之一,其中病原菌引起的Janzen-Connell效应是驱动CNDD的一个主要因素。树种根际土中孕育着种类繁多、功能不同的真菌,病原菌对植物的危害程度会受到菌根真菌等共生菌的调节。菌根真菌侵染植物根系形成的菌根结构不仅可以影响宿主植物受到的CNDD强度,还能改变植物的生长状况,进而影响植物群落的构建。此外,宿主植物又会和土壤理化性质共同作
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同种负密度制约(CNDD)是促进森林树种多样性维持的重要机制之一,其中病原菌引起的Janzen-Connell效应是驱动CNDD的一个主要因素。树种根际土中孕育着种类繁多、功能不同的真菌,病原菌对植物的危害程度会受到菌根真菌等共生菌的调节。菌根真菌侵染植物根系形成的菌根结构不仅可以影响宿主植物受到的CNDD强度,还能改变植物的生长状况,进而影响植物群落的构建。此外,宿主植物又会和土壤理化性质共同作用影响根际土中真菌群落的组成和结构,达到地上部和地下部的动态平衡。为了探讨树木的菌根类型和根际土中真菌群落对CNDD强度的影响,以及真菌群落对宿主植物和土壤环境因子的响应,更好地揭示森林生物多样性的维持机制,本研究依托于热带Barro Colorado Island(BCI)样地和亚热带浙江百山祖(BSZ)样地:(1)分析BCI样地33年内共8次的野外调查数据,检验森林树种受到的CNDD强度在时间尺度上是否发生显著变化,探究不同菌根类型树种受到的CNDD强度是否有差异,以及在考虑树种菌根类型后,树种多度与其所受CNDD强度的关系是否与将所有树种一同分析的结果存在差异;(2)在BSZ样地进行根系采集,并且通过高通量测序分析真菌组成,量化根际土壤中真菌群落的组成和结构,探究真菌群落对不同菌根类型树种所受到的CNDD强度是否有影响,并且探究真菌群落对宿主植物和环境因子的响应,为揭示CNDD在维持生物多样性方面的作用机制提供有力的理论依据。主要结论如下:(1)树种的菌根类型对其受到的CNDD强度的解释作用不大。无论是在热带还是亚热带,不同菌根类型树种受到的CNDD强度没有显著差异性。(2)在不同气候带,不同菌根类型树种的多度与其CNDD强度的相关性不同。在BCI样地中,丛枝菌根(AM)树种的多度与其受到的CNDD强度呈显著正相关性,而外生菌根(ECM)树种的多度和其受到的CNDD强度并无显著关联。但是在BSZ样地中,稀有的AM树种和ECM树种都受到更强的CNDD,而杜鹃花菌根(ERM)树种并没有检测到该现象。(3)不同菌根类型树种根际土真菌群落的净致病性不同。ECM树种根际土中病原菌的数量少于共生菌的数量,我们用病原菌和共生菌数量的比值代表该树种根际土的净致病性,发现其净致病性显著低于AM和ERM树种。(4)树种的菌根类型对于根际土壤真菌群落的影响更大。在对植物的分类、功能性状以及土壤理化性质是否影响根际土真菌群落组成和结构的探究中,植物的树种和菌根类型、叶片碳氮含量、根系的真菌侵染率、土壤的酸碱度和硝态氮含量都与真菌群落α多样性有显著相关性,但只有树种的菌根类型和土壤理化性质显著影响真菌群落β多样性。对于真菌群落的变异,植物的菌根类型解释度最高。综上所述,树种的菌根类型和根际土壤中的真菌群落对于树种受到的CNDD强度并没有很强的解释作用,但是树种的菌根类型会显著影响根际土壤真菌群落的组成和结构。本研究强调了将树种的菌根类型纳入森林生态系统生物多样性研究的重要性,这样有助于我们更深入地理解维持森林生物多样性、促进树种共存的机制。
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