【摘要】：中國(guó)境內(nèi)的溫帶荒漠生態(tài)系統(tǒng)總面積超過(guò)192萬(wàn)km2,這些荒漠生態(tài)系統(tǒng)極易受到全球氣候與土地利用類(lèi)型變化的影響。然而受惡劣自然環(huán)境與交通條件限制,目前針對(duì)我國(guó)溫帶荒漠區(qū)大尺度植物與土壤微生物多樣性地理格局及其主導(dǎo)因素,特別是植物與土壤微生物群落間關(guān)聯(lián)性的系統(tǒng)研究還很缺乏。本文首先對(duì)中國(guó)溫帶荒漠區(qū)內(nèi)855個(gè)植物群落進(jìn)行調(diào)查,并從溫帶灌木、矮半喬木及草原化灌木荒漠等研究區(qū)主要地帶性生境中采集84份土壤微生物樣品,運(yùn)用高通量測(cè)序分析土壤微生物群落物種組成情況。同時(shí)結(jié)合土壤、氣候與空間變量等數(shù)據(jù),通過(guò)逐步回歸模型、結(jié)構(gòu)方程模型與方差分解等分析方法來(lái)探究植物與微生物多樣性的主要影響因素,以及植物與土壤微生物群落間的關(guān)聯(lián)性。具體結(jié)果如下:(1)一元或多項(xiàng)式回歸模型與mantel分析結(jié)果顯示:在alpha水平上,植物和土壤細(xì)菌物種多樣性在緯度上均呈現(xiàn)出顯著的線性變化規(guī)律,但在經(jīng)度則呈現(xiàn)非線性變化趨勢(shì);而土壤真菌多樣性在經(jīng)度和緯度上均不存在顯著的線性變化格局。在beta水平上,植物、土壤細(xì)菌與真菌群落相似性均隨著地理距離的增加而顯著遞減,但土壤真菌群落有著比細(xì)菌群落更快的物種更替速率。(2)方程分解結(jié)果表明:生境、氣候與空間因素共同解釋了植物alpha與beta多樣性16.3%～65.1%的變異,且均存在顯著的單獨(dú)解釋率�？臻g因素可單獨(dú)解釋了植物物種多樣性2.6%～6.2%的變異,而環(huán)境因子則單獨(dú)解釋了 7.5%～21.4%的變異。氣候因素雖然對(duì)植物alpha多樣性有著最強(qiáng)的單獨(dú)影響,但土壤、海拔等生境因子解釋了植物beta多樣性更多的變異。(3)生境、氣候與空間變量共同解釋了研究區(qū)土壤細(xì)菌與真菌alpha多樣性45.3%～64.1%的變異,且三者均存在顯著的單獨(dú)解釋率;植物、生境、氣候與空間變量共同解釋了土壤細(xì)菌與真菌beta多樣性23.2%～36.7%的變異,四組變量同樣都存在顯著的單獨(dú)解釋率。環(huán)境變量比空間因素單獨(dú)解釋了土壤微生物群落alpha與beta多樣性更多的變異。此外,植物因素可以單獨(dú)解釋土壤細(xì)菌beta多樣性5.5%～6.2%的最大變異,而空間變量則單獨(dú)解釋了真菌bata多樣性空間變異的最大部分(7.2%～11.2%)。(4)Beta多樣性分解結(jié)果顯示物種更替與嵌套組分各自貢獻(xiàn)了植物、土壤細(xì)菌與真菌群落 beta 多樣性 93.18%～97.78%與 2.22%～6.82%、87.80%～92.63%與7.37%～12.20%、91.96%～94.65%與5.35%～8.04%的變異,這說(shuō)明溫帶荒漠區(qū)植物與土壤微生物群落beta多樣性可能主要由物種在空間上或群落間更替導(dǎo)致的。此外,植物、土壤細(xì)菌與真菌群落beta多樣性及其物種更替組分的主導(dǎo)因素存在高度一致性,這說(shuō)明溫帶荒漠區(qū)不同生態(tài)過(guò)程對(duì)群落beta多樣性的影響可能很大程度上是通過(guò)調(diào)控群落物種更替來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(5)植物alpha多樣性與土壤細(xì)菌和真菌alpha多樣性間均存在著顯著的相關(guān)性,但結(jié)構(gòu)方程模型顯示植物alpha多樣性對(duì)細(xì)菌與真菌alpha多樣性均沒(méi)有顯著的直接影響。結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)一步顯示植物beta多樣性對(duì)土壤細(xì)菌與真菌beta多樣性均有著重要的直接作用。此外,方差分解分析與結(jié)構(gòu)方程模型都顯示植物beta多樣性對(duì)細(xì)菌beta多樣性有著比真菌群落更強(qiáng)的影響。綜上,中國(guó)溫帶荒漠區(qū)植物與土壤微生物群落物種多樣性均存在著明顯的地理分布格局,但土壤細(xì)菌與真菌多樣性地理格局存在顯著差異。作者認(rèn)為溫帶荒漠區(qū)植物與土壤微生物物種多樣性地理分布格局可能存在研究區(qū)域、尺度與生物類(lèi)群特異性。植物與土壤微生物群落物種多樣性由環(huán)境過(guò)濾與中性過(guò)程以及其他未知過(guò)程的共同控制,其中生態(tài)位因素有著更強(qiáng)的作用;植物與土壤微生物群落物種多樣性的主控因素在alpha與beta尺度以及真菌與細(xì)菌群落間存在顯著差異,可能受到多重因素驅(qū)動(dòng)。植物與土壤微生物群落物種多樣性僅在beta水平上存在著直接關(guān)聯(lián)性,而植物alpha多樣性并不是土壤微生物alpha多樣性的限制因子。本文強(qiáng)調(diào)植物、土壤微生物群落多樣性的主要影響因素,以及植物-土壤微生物群落間關(guān)聯(lián)性可能受到生物性狀、多樣性水平,以及生境類(lèi)型與研究尺度等多重因素的調(diào)控。
【圖文】：

圖１．１研究技術(shù)線路圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｏｕｒ邋ｓｔｕｄｙ逡逑

２．１．２地質(zhì)及地貌情況逡逑高大山脈與巨大盆地、高原相間分布、彼此截然分界是中國(guó)溫帶荒漠區(qū)所特逡逑有的地貌特征（圖２．２）。我國(guó)溫帶荒漠區(qū)主要分布著哈順與諾敏戈壁、阿拉善高逡逑原、柴達(dá)木、塔里木以及準(zhǔn)噶爾等６個(gè)超大盆地；這些盆地的邊緣與外圍則有著４逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：Q948.113

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本文編號(hào)：2669391