木腐菌对粗木质残体附生苔藓植物多样性的影响及其机制

Wood-decomposer fungi creates the conditions for the development of epiphytic bryophytes diversity on coarse woody debris (CWD), which indirectly affects the diversity of epiphytic bryophytes. However, the effect of wood-decomposer fungi on the diversity of CWD-epiphytic bryophytes and its mechanism remain unknown. In order to test the hypothesis that the wood-decomposer fungi affects the diversity of CWD-epiphytic bryophytes by influencing the physical and chemical properties of the CWD, and this mechanism may change because the study area and the type of wood-decomposer fungi have interactions, we will select subalpine primary fir forest in three different geographical regions located in the west of Sichuan. We will take the field survey methods and investigate the wood-decomposer type, micro-environmental factors and the diversity of CWD-epiphytic bryophytes. At the CWD level, we will clarify the difference in CWD-epiphytic bryophytes diversity and micro-environmental factors among the wood-decomposer fungi types; at the regional level, the difference of the mechanism will be revealed. Relevant results will help us better understand the mechanism on CWD-epiphytic bryophytes, and also provide a scientific basis for the management of coarse woody debris and the sustainable forest management.

木腐菌为粗木质残体（Coarse woody debris, CWD）附生苔藓植物多样性的发展创造了条件，间接影响了附生苔藓植物多样性，但关于木腐菌对附生苔藓植物多样性的影响及机制未见报道。为了验证木腐菌通过影响CWD物理化学性质影响附生苔藓植物多样性，由于研究区域和木腐菌类型具有交互作用，木腐菌对CWD附生苔藓植物多样性的影响机制可能发生变化这一科学假设，本申请选择四川西部亚高山三个不同地理区域的冷杉原始林下冷杉CWD为研究对象，采取野外调查方法研究冷杉CWD木腐菌类型、CWD微环境因子和附生苔藓植物多样性。在CWD尺度上，阐明木腐菌类型间CWD微环境和附生苔藓植物多样性差异；在区域尺度上，揭示木腐菌通过影响CWD微环境因子影响附生苔藓植物多样性机制的差异性。相关研究结果可望为深入理解CWD附生苔藓植物多样性维持机制提供理论基础，也为完善粗木质残体的生态管理、促进森林可持续管理提供依据。

本研究完成了四川西部亚高山四个不同地理区域（壤塘、达古冰川、九寨和海螺沟）冷杉原始林下76个冷杉粗木质残体（Coarse woody debris,CWD）、456个样方附生苔藓植物组成、5928个微环境因子（包括腐烂等级、木腐菌类型、长度、直径、边材Ph、树皮Ph、边材含水量、树皮含水量、木质素含量、纤维素含量、C、N和P）的野外调查和室内分析，经过系统分析，基本上明确了CWD腐烂过程中附生苔藓植物多样性变化过程，阐明了CWD腐烂过程中木腐菌类型、CWD微环境和附生苔藓植物多样性变化过程及相互关系；揭示了木腐菌通过影响CWD微环境因子进而影响附生苔藓植物多样性的机制。相关研究结果为深入理解CWD附生苔藓植物多样性维持机制提供理论基础。此外，本研究还完成了在达古冰川冷杉林下不同基质，不同生长型的28种苔藓植物光合参数、碳、氮、磷元素含量、叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量测定，经过系统分析，基本上明确了不同生长型苔藓功能性状关系的差异性，相关研究结果为理解苔藓植物功能进化适应的重要动力提供理论基础。.研究发现：1)白腐菌white-rot是主要的木腐菌类型；随着腐烂程度的增加，褐腐菌brown-rot类型比例也有所增加，白腐菌white-rot与CWD直径和边材pH呈正相关，而褐腐菌brown-rot与CWD直径和边材pH呈负相关。随着CWD腐烂程度的增加，附生苔藓物种组成变化显著，一些大型交织性（weft）和草坪（turf）生长型藓类逐渐占优势，树皮和边材pH、树皮含水量、树皮纤维素、C、N和P是影响CWD附生苔藓物种组成的主要因素。综合分析表明，木腐菌通过改变基质条件，间接地影响了附生苔藓植物多样性。2)直立型苔藓和平伏型苔藓具有相似的养分含量，但直立型苔藓有更强的光合能力。两种生长型苔藓植物Nmass与Amass相关关系的斜率相同，但直立型苔藓将更多的氮投资用于合成光合色绿，而平伏型苔藓更多有效利用叶绿素补获光能，进行光合作用。苔藓植物的形态差异与分化导致他们具有明显的光合能力与养分利用模式，是其功能进化适应的重要动力。.