丛枝菌根真菌对松嫩草地植物群落适应温度升高和氮沉降的调控机制

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi is one of the most important soil microbiotas which play key roles in maintaining plant diversity and productivity in terrestrial ecosystem and alleviating the negative effects of global change on ecosystem stability. Meanwhile, the composition and development of AM fungi is often influenced by current global change. However, the feedback regulation of AM fungi on plant community structure and composition under global change condition are still not clear. This project will study the regulation of AM fungi on plant community structure and composition under warming and N addition conditions in Songnen meadow ecosystem, including functional traits, plant phenology, reproductive characteristics, species diversity, richness, etc. The results will elucidate the mechanism that AM fungi determine plant community structure and composition under global change. The results will help us to understand response of interaction between aboveground (plant community) and belowground (AM fungi) to global change in grassland ecosystem, evaluate the potential role of AM fungi on maintaining plant community structure and composition under global change condition in the future.

丛枝菌根真菌（简称，AM真菌）对维持陆地生态系统植物多样性和生产力、降低全球变化对生态系统的负效应具有重要意义。全球变化可以显著影响AM真菌群落组成和发育。尽管如此，全球变化背景下AM真菌对植物群落结构和组成的调节机制尚不清楚。本项目以松嫩草地为研究对象，采用野外模拟温度升高和氮沉降控制试验结合室内模拟试验，研究温度升高和氮沉降条件下AM真菌对松嫩草地植物群落结构和组成的调节机制，包括：AM真菌对植物功能性状、物候特征、繁殖特性、植物物种多样性和丰富度等影响情况，探明温度升高和氮沉降条件下AM真菌对植物群落结构的调节机制、以及AM真菌在维持植物群落物种丰富度和多样性方面的作用潜力。研究成果将为揭示草地生态系统地上（植物）-地下（AM真菌）相互作用适应全球变化的适应机理，评价未来全球变化背景下AM真菌在维持草地生态系统植物群落结构和组成方面的作用潜力提供理论依据。

本项目以松嫩草地为研究对象，采用模拟温度升高和氮沉降野外控制实验，探究温度升高和氮沉降条件下AM真菌对松嫩草地植物群落结构和组成的调节机制，包括：AM真菌对植物功能性状、物候特征、繁殖特性、植物物种多样性和丰富度等影响情况，探明温度升高和氮沉降条件下AM真菌对植物群落结构的调节机制、以及AM真菌在维持植物群落物种丰富度和多样性方面的作用潜力。研究发现：AM真菌可以通过提高植物叶片气体交换能力和光合作用，改变植物代谢产物含量而保护植物免受干旱等不利环境伤害；AM真菌对植物物候的影响取决于植物的菌根依赖性，AM真菌促进了高菌根依赖性植物的繁殖，而推迟了低菌根依赖性植物的繁殖，降低了物候的时间重叠，降低了资源竞争，提供生态位给更多的物种，维持了生物多样性；AM真菌可以通过增加物种的净获得和减少物种的净丢失提高植物群落物种丰富度；AM真菌降低了优势种生物量、增加了常见种生物量，对稀有种生物量无影响；AM真菌通过降低优势种稳定性和提高群落异步性提高植物群落生产力稳定性。研究结果为预测未来全球变化背景下AM真菌在帮助植物群落适应环境变化和维持生态系统稳定性提供新的理论依据，为退化草地植被恢复和草地可持续管理提供技术支持。