昆虫取食对青藏高原高寒生态系统植物-土壤反馈作用的影响

Aboveground and belowground interactions is becoming more and more important in recent years. As the base of the food web, above-below ground interactions has an important role in the regulation of the balance of ecosystems, which affect plant communities, herbivore communities and soil microbial communities. Aboveground and belowground systems can connect together through carbon and nutrients. Besides, plant–soil feedbacks may play an important role in driving the composition of plant communities and functioning of terrestrial ecosystems. Herbivores could induce plant defenses in leaves and roots, which could have an impact on plant itself and plant-soil interactions. In this project, we will focus on the pattern of “plant - herbivore - soil microbe” three-way interactions in the alpine meadow ecosystem in Qinghai-Tibet Plateau and elucidate the possible mechanisms.

地上地下互作是近年来生态学研究的一个重点和难点问题。地上地下互作是食物网的基础，对群落和生态系统平衡有重要的调节作用，而植物介导的地上地下生物的互作对植物群落、植食者群落以及土壤微生物群落动态有着重要的影响。陆地生态系统的地上地下两个系统以植物或土壤养分为媒介，通过地上地下物质和能量的转运，将地上生物群落和土壤生物区系联系起来。土壤生物对生态系统各过程有着很重要的作用，其组成、功能与地上植物群落的组成、功能存在密切联系，表现出动态反馈的关系。植食者取食植物的叶片和根系之后，能够诱导植物产生系统性的抗性，从而对与其共存的植物及其植物-土壤互作产生影响。本项目围绕“植物-草食作用-土壤微生物三者之间互作关系”这一主线，探讨在青藏高原高寒草甸生态系统，植物地上地下的互作关系，以及阐明可能的机制。

地上地下互作是近年来生态学研究的一个重点和难点问题。地上地下互作是食物网的基础，对群落和生态系统平衡有重要的调节作用，而植物介导的地上地下生物的互作对植物群落、植食者群落以及土壤微生物群落动态有着重要的影响。陆地生态系统的地上地下两个系统以植物或土壤养分为媒介，通过地上地下物质和能量的转运，将地上生物群落和土壤生物区系联系起来。土壤生物对生态系统各过程有着很重要的作用，其组成、功能与地上植物群落的组成、功能存在密切联系，表现出动态反馈的关系。植食者取食植物的叶片和根系之后，能够诱导植物产生系统性的抗性，从而对与其共存的植物及其植物-土壤互作产生影响。本项目围绕“植物-草食作用-土壤微生物三者之间互作关系”这一主线，开展了一系列实验，我们的研究发现，1）土壤微生物对乌桕的生长有抑制作用，即植物与土壤的反馈效应是负效应。但是，地上部分的昆虫取食也没有改变植物与其土壤之间的这种负反馈作用。此外，植物-土壤生物的相互关系影响了外来入侵植物对地上部分昆虫的抗性和耐受性。2）土壤真菌和乌桕卷象单独处理都减少了植物根系的生物量和总生物量。但根结线虫却减轻了乌桕卷象对植物的抑制作用，表明植物地上地下生物互作对植物生长的交互作用是拮抗的。3）在不同的纬度梯度，土壤线虫的纬度分布群落结构主要是二次方的，即在中纬度地区，土壤线虫含量较低，而在海拔梯度上，土壤线虫分布主要是线性的，即海拔越高，土壤线虫含量越低。此外，随着纬度和纬度的增加，土壤微生物总生物量，真菌生物量，细菌生物量和放线菌生物量均与年平均降水量呈正相关。在纬度梯度，随着降水增加，土壤细菌含量上升，真菌含量下降 (真菌：细菌比也下降)。4）土壤病原微生物决定了外来入侵植物原产地和入侵地的负密度制约效应。天敌逃逸导致入侵植物仅逃离了植食性昆虫所造成的负密度制约效应，而土壤病原微生物所造成的负密度制约效应依旧存在。