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植物与土壤微生物群落间存在着复杂的相互作用，并对生态系统关键的过程和功能有着决定性影响。中国温带荒漠的总面积超过190万km2, 正在遭受持续性的气候变暖与极端天气的影响。然而，专门针对温带荒漠区大尺度植物与土壤微生物多样性地理学方面的同步系统研究还非常缺乏。因此，尽快明确中国荒漠植物与土壤微生物多样性地理格局及其驱动机制，阐明植物与土壤微生物群落间关联性及影响机制；不仅可以丰富荒漠生态学相关领域研究的理论，更对荒漠区自然资源合理利用与保护，维持荒漠地区国土安全等都有着重要的理论与实践价值。  李景文教授团队利用6年时间对中国荒漠区进行了系统的生态本底调查，首次系统评估了中国荒漠生态系统植物与土壤微生物多样性的地理分布格局及其驱动机制，并证实中国荒漠生态系统地上与地下生物多样性地理格局由由环境过滤与中性过程以及其他未知过程的共同控制，其中生态位因素有着更强的作用。    图 1中国荒漠区植物与土壤微生物群落物种丰富度空间预测图   图2 中国荒漠区植物与土壤微生物群落beta多样性距离衰减格局 证实了物种更替组分几乎贡献荒漠植物、土壤细菌与真菌群落beta多样性的90%以上的变异，嵌套组分的贡献则十分有限；并提出在物种贫乏的荒漠区，群落间的物种组成差异可能主要是由物种更替导致的。同时，植物与土壤群落beta多样性及其物种更替组分对生态过程的响应存在高度一致性，认为荒漠区不同生态过程对群落beta多样性的影响可能很大程度上是通过调控群落物种更替来实现的。  图 3中国荒漠区土壤细菌与真菌群落beta多样性格局及其驱动因素 课题组从温带灌木、矮半乔木及草原化灌木荒漠等中国荒漠区主要地带性生境中采集90份土壤微生物样品，探究植物物种多样性、功能性状与土壤微生物多样性之间的内部联系。结果证实植物群落、土壤、气候因素与空间变量共同调控着温带荒漠土壤微生物群落alpha与beta多样性，但植物物种多样性与功能性状在调控土壤细菌alpha与beta多样性方面有着不同的影响，植物功能性状在调控微生物物种丰富度方面有着比植物物种多样性更重要的作用。  图4植物功能性状调节温带荒漠区土壤细菌的多样性 研究团队同时也解析了温带荒漠土壤微生物的环境适应性，阐明了荒漠微生物稀有种与优势种对荒漠高温、干旱与养分胁迫等环境胁迫有着不同的响应机制；相似的驱动因素但不同的影响机制导致荒漠微生物稀有种和优势种存在着不同的地理分布格局。  图像5中国荒漠土壤微生物优势和稀有种对生物和非生物因素响应 上述研究结果陆续发表于Science of The Total Environment, Frontiers in Microbiology, 生物多样性、生态学报等期刊上。研究得到了国家自然科学基金（31570610、31971538、32001186）、国家重点研发计划（2016YFC0503106）、国家林业公益性行业专项资金（201404304）与国家科技部基础资源调查项目(2012FY111700)等项目的资助。
【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】王健铭,王文娟,李景文,冯益明,吴波,卢琦. 中国西北荒漠区植物物种丰富度分布格局及其环境解释. 生物多样性,2017,25(11):1192-1201. 【8】王健铭,董芳宇,巴海·那斯拉,李景文,李俊清,冯益明,卢琦. 中国黑戈壁植物多样性分布格局及其影响因素. 生态学报,2016,36(12):3488-3498. 胡杨研究所 |
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