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塞北荒漠草原是我国北方典型的荒漠化区域,生态环境脆弱,土壤沙化严重。由于干旱多风,该地区形成了许多沙化梁地。受风蚀水蚀影响,形成了该区域特有的植物多样性和植被地带性。沙鞭(Psammochloa villosa)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala)为本研究区域主要植被类型,属于典型的克隆植物,它们可以通过其生理整合特性占据新的生态位,并能够为丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌提供生存环境。AM真菌可以增强植物的养分吸收能力,提高植物的抗胁迫性,在荒漠生态系统修复中起着重要作用。坡位是重要的地形因子,它会通过影响土壤性质、植被类型和微气候等进而作用于土壤中的微生物。本研究以沙鞭、沙蒿与AM真菌共生关系为切入点,系统探讨典型沙化梁地不同坡位克隆植物沙鞭和沙蒿共生AM真菌的分布、活动与宿主植物和土壤因子的相关性,以及克隆植物生长对土壤微环境的影响,以便探明荒漠植物根围土壤微生物和理化性质动态,为荒漠生态系统植被恢复提供依据。本文主要研究结果如下:1.AM真菌与沙鞭和沙蒿共生关系良好,能形成典型的菌丝、泡囊和丛枝等共生结构。沙鞭和沙蒿菌根总定殖率分别为68.76%和67.95%。菌丝定殖率和总定殖率在梁底显著高于梁中和梁顶,且随土层加深定殖率随之降低。时间分布上,沙鞭和沙蒿菌丝定殖率和总定殖率8月显著高于6月和10月。2.沙鞭和沙蒿根围土壤中AM真菌孢子密度分别为143个/100g和273个/100g土壤,梁底显著高于梁中和梁顶,且随土层加深孢子密度逐渐降低。时间分布上,10月份有最高值。3.土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素含量相对较低,沙鞭根围分别为1.075和0.442mg/g,而沙蒿根围分别为1.082和0.520 mg/g。土壤中球囊霉素含量垂直变化明显,随土层加深逐渐降低,8月显著高于6月和10月。沙鞭和沙蒿根围土壤中总球囊霉素约占土壤碳库的16.65%和16.20%。4.沙鞭和沙蒿根围土壤理化因子具有明显的时空异质性。沙鞭和沙蒿有机碳分别为6.523和6.662 mg/g,碱解氮为17.449和16.540μg/g,有效磷为4.527和2.011μg/g。土壤有机碳、碱解氮、有效磷均表现为梁底显著高于梁中和梁顶,土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶有相似的变化趋势,并随土层加深各土壤因子含量逐渐降低。时间分布上,在8月份土壤有机碳、有效磷和磷酸酶均显著高于6月和10月,碱解氮10月低于6月和8月。主成分分析表明,磷酸酶、有机碳、碱解氮是主要因子,这些因子能够反映荒漠土壤营养状况。5.在本研究样地沙鞭和沙蒿根围土壤中分离鉴定AM真菌共4属27种,其中以球囊霉属(Glomus)最多,为16种,其次为无梗囊霉属(Acaulospora)6种,另外,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)3种,管柄囊霉属(Funneliformis)2种。6.磷脂脂肪酸分析表明,克隆植物沙鞭根围土壤微生物群落结构时空异质性明显。土壤中革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、真菌、AM真菌和放线菌平均含量为9.046、7.908、0.719、0.370、4.238nmol/g。在梁底,革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌和AM真菌显著高于梁中和梁顶。在6月,土壤中革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌显著高于8月和10月,而土壤中AM真菌和真菌含量在采样月份间无显著差异。7.2013年6月至2015年9月,在设置的空白样方内入侵的沙鞭分株数逐渐增加,最终梁底、梁中和梁顶样方内平均出现沙鞭分株数为8.5、10.3和23.0株。沙鞭入侵空地后,AM真菌定殖率、孢子密度、物种多样性、土壤有机碳、碱解N和有效P含量有所提高,均高于空白样地。