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植物與土壤微生物群落間存在著復(fù)雜的相互作用，并對生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵的過程和功能有著決定性影響。中國溫帶荒漠的總面積超過190萬km2, 正在遭受持續(xù)性的氣候變暖與極端天氣的影響。然而，專門針對溫帶荒漠區(qū)大尺度植物與土壤微生物多樣性地理學(xué)方面的同步系統(tǒng)研究還非常缺乏。因此，盡快明確中國荒漠植物與土壤微生物多樣性地理格局及其驅(qū)動機制，闡明植物與土壤微生物群落間關(guān)聯(lián)性及影響機制；不僅可以豐富荒漠生態(tài)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域研究的理論，更對荒漠區(qū)自然資源合理利用與保護，維持荒漠地區(qū)國土安全等都有著重要的理論與實踐價值。  李景文教授團隊利用6年時間對中國荒漠區(qū)進行了系統(tǒng)的生態(tài)本底調(diào)查，首次系統(tǒng)評估了中國荒漠生態(tài)系統(tǒng)植物與土壤微生物多樣性的地理分布格局及其驅(qū)動機制，并證實中國荒漠生態(tài)系統(tǒng)地上與地下生物多樣性地理格局由由環(huán)境過濾與中性過程以及其他未知過程的共同控制，其中生態(tài)位因素有著更強的作用。    圖 1中國荒漠區(qū)植物與土壤微生物群落物種豐富度空間預(yù)測圖   圖2 中國荒漠區(qū)植物與土壤微生物群落beta多樣性距離衰減格局 證實了物種更替組分幾乎貢獻荒漠植物、土壤細菌與真菌群落beta多樣性的90%以上的變異，嵌套組分的貢獻則十分有限；并提出在物種貧乏的荒漠區(qū)，群落間的物種組成差異可能主要是由物種更替導(dǎo)致的。同時，植物與土壤群落beta多樣性及其物種更替組分對生態(tài)過程的響應(yīng)存在高度一致性，認為荒漠區(qū)不同生態(tài)過程對群落beta多樣性的影響可能很大程度上是通過調(diào)控群落物種更替來實現(xiàn)的。  圖 3中國荒漠區(qū)土壤細菌與真菌群落beta多樣性格局及其驅(qū)動因素 課題組從溫帶灌木、矮半喬木及草原化灌木荒漠等中國荒漠區(qū)主要地帶性生境中采集90份土壤微生物樣品，探究植物物種多樣性、功能性狀與土壤微生物多樣性之間的內(nèi)部聯(lián)系。結(jié)果證實植物群落、土壤、氣候因素與空間變量共同調(diào)控著溫帶荒漠土壤微生物群落alpha與beta多樣性，但植物物種多樣性與功能性狀在調(diào)控土壤細菌alpha與beta多樣性方面有著不同的影響，植物功能性狀在調(diào)控微生物物種豐富度方面有著比植物物種多樣性更重要的作用。  圖4植物功能性狀調(diào)節(jié)溫帶荒漠區(qū)土壤細菌的多樣性 研究團隊同時也解析了溫帶荒漠土壤微生物的環(huán)境適應(yīng)性，闡明了荒漠微生物稀有種與優(yōu)勢種對荒漠高溫、干旱與養(yǎng)分脅迫等環(huán)境脅迫有著不同的響應(yīng)機制；相似的驅(qū)動因素但不同的影響機制導(dǎo)致荒漠微生物稀有種和優(yōu)勢種存在著不同的地理分布格局。  圖像5中國荒漠土壤微生物優(yōu)勢和稀有種對生物和非生物因素響應(yīng) 上述研究結(jié)果陸續(xù)發(fā)表于Science of The Total Environment, Frontiers in Microbiology, 生物多樣性、生態(tài)學(xué)報等期刊上。研究得到了國家自然科學(xué)基金（31570610、31971538、32001186）、國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0503106）、國家林業(yè)公益性行業(yè)專項資金（201404304）與國家科技部基礎(chǔ)資源調(diào)查項目(2012FY111700)等項目的資助。
【1】Wang JM, Wang Y, et al. (2020) Differential response of abundant and rare bacterial subcommunities to abiotic and biotic gradients across temperate deserts. Science of The Total Environment. https:///10.1016/j.scitotenv.2020.142942 【2】Wang JM, Wang Y, et al. (2020) Plant functional traits regulate soil bacterial diversity across temperate deserts. Science of The Total Environment. https:///10.1016/j.scitotenv.2020.136976 【3】Wang WJ, Wang JM, et al. (2019) Soil Property and Plant Diversity Determine Bacterial Turnover and Network Interactions in a Typical Arid Inland River Basin, Northwest China. Frontiers in Microbiology. https:///10.3389/fmicb.2019.02655 【4】Wang W, Wang J, Ye Z, Zhang T, Qu L and J. Li * (2019) Soil Propertyand Plant Diversity Determine Bacterial Turnover and Network Interactions in a Typical Arid Inland River Basin, Northwest China. Front. Microbiol. https:///0.3389/fmicb.2019.02655 【5】Wang JM, Chen C, et al. (2018) Relationships Between Fungal and Plant Communities Differ Between Desert and Grassland in a Typical Dryland Region of Northwest China. Frontiers in Microbiology. https:///10.3389/fmicb.2018.02327 【6】Wang JM, Zhang TH, et al. (2017) The Patterns and Drivers of Bacterial and Fungal β-Diversity in a Typical Dryland Ecosystem of Northwest China. Frontiers in Microbiology. https:///10.3389/fmicb.2017.02126 【7】王健銘,王文娟,李景文,馮益明,吳波,盧琦. 中國西北荒漠區(qū)植物物種豐富度分布格局及其環(huán)境解釋. 生物多樣性,2017,25(11):1192-1201. 【8】王健銘,董芳宇,巴?！つ撬估?李景文,李俊清,馮益明,盧琦. 中國黑戈壁植物多樣性分布格局及其影響因素. 生態(tài)學(xué)報,2016,36(12):3488-3498. 胡楊研究所 |
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