亚热带常绿阔叶林是我国一起的森林植被类型,在我国的散布规模最广、面积最大、生物多样性最高,约占我国国土面积的1/4,对我国生态文明建造和生态安全极其重要。历史上,我国亚热带常绿阔叶林经历过频频、大规模的人为搅扰,绝大部分原生性植被,特别是低海拔区域的原生地带性植被多已消失殆尽,少数保存的原始林也大多破碎化严峻,亟需展开维护和修正。可是,因为对亚热带森林群落多样性保持机制缺少满足的知道,怎么保育和修正我国各类退化亚热带森林生态系统面临着中心理论“瓶颈”。
我国科学院植物研讨所马克平研讨团队近20年来一向致力于亚热带森林生物多样性研讨。2018年该研讨团队根据我国亚热带森林生物多样性与生态系统功用试验基地(BEF-China),榜首次对生物多样性是亚热带森林高产的直接原因给出了切当的证明。近来,该团队与中科院微生物研讨所等单位协作,结合林下麦苗长时间动态监测数据、高通量测序技能和街坊效应模型,初次提醒了不同功用型土壤真菌驱动亚热带森林群落多样性的效果方式,成功破译了亚热带森林生物多样性保持“暗码”,提出了根据外生菌根真菌与病原真菌互作进程影响植物生计的物种共存新方式,推翻了根据病原菌-植物互作的经典物种共存理论。
研讨团队前期经过对亚热带森林群落长时间动态监测发现,植物同种密度约束可以经过种内个别彼此约束,为异种个别供给生计空间,从而促进群落植物物种共存。可是,植物同种个别间彼此效果方式,以及同种密度约束的构成机制并不清楚。为此,研讨人员首要对浙江省开化县古田山24公顷样地内接连9年麦苗存活监测数据进行了剖析,根据街坊效应模型,发现同种密度约束的强度首要受植物菌根类型影响,丛枝菌根植物更易遭到同种街坊密度约束,而外生菌根植物街坊却可以维护异种个别免受同种密度约束的影响。
随后,研讨人员经过选取34个物种320个植物个别,使用分子生物学技能对植物根际土壤真菌群落组成进行测定发现,在树木成长进程中,植物累积病原真菌和外生菌根真菌的速度在物种间存在明显差异,并呈明显负相关。进一步研讨标明,植物累积病原真菌和外生菌根真菌的速度与同种植物麦苗密度约束强度密切相关:受同种密度约束约束较大的物种更简单累积病原真菌,而可以较快累积外生菌根真菌的植物物种不易遭到同种密度约束的约束。与病原菌驱动的经典物种共存理论不同,试验证明了植物同种密度约束是由有害的病原真菌和有利的菌根真菌彼此效果一起决议的,而非单一类群效果的效果。
上述效果是马克平团队在前期亚热带森林群落构建机制研讨工作的拓宽,为树立亚热带森林生态系统修正理论、技能集成和演示供给了重要的科学根底。该效果也为正确知道全球改变情境下的亚热带森林群落重构进程以及全球木本植物生物多样性散布格式供给了新思路。
相关效果于10月4日在世界学术期刊《科学》(Science)以Report方式宣布,文章题为Differential soil fungus accumulation and density dependence of trees in a subtropical forest。马克平研讨组助理研讨员陈磊为论文榜首作者,马克平为论文通讯作者。该研讨得到国家重点研制方案项目、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金和中科院青年立异促进会的一起赞助。
图1. 亚热带常绿阔叶林
图2. 不同类型菌根植物同种密度约束强度
图3. 同种密度约束与病原真菌(A,C)以及外生菌根真菌(B,D)累积速度的联系
来历:我国科学院植物研讨所