高寒草地是复杂的生态系统,植物群落的稳定性由多种生物和非生物因素决定,然而,植物-土壤-微生物相互作用如何影响群落稳定性的潜在机制在很大程度上仍未得到探索。
为了解决这个问题,青海大学三江源生态与高原农牧业国家重点实验室团队成员陈杰探索了中国青藏高原受地下啮齿动物鼢鼠干扰的高寒草甸的刺激掩体梯度土壤养分、植物和微生物多样性以及植物群落稳定性(以植物地上生物量的变化来衡量)之间的关系。研究结果表明,1.在受鼢鼠干扰的草原恢复过程中,植物地上生物量、密度覆盖度和α多样性都有所增加。2.二裂委陵菜作为优势物种表现出最高的种群密度和最强的生态位。3. 随着草原的恢复,植物群落的稳定性下降了。此外,植物系统发育结构的分歧导致植物物种共存减少,并增加了演替过程中的植物随机组合。综上所述,土壤微生物多样性的增加促进了植物多样性,进一步降低了植物群落的稳定性,受鼢鼠干扰的草原的恢复引发了植物、土壤和微生物之间的复杂相互作用,解释了土壤微生物多样性的变化如何通过种间竞争动力学和系统发育结构驱动植物群落稳定性的变化,本研究结果为未来生态恢复策略提供了重要见解,强调了在恢复计划中考虑微生物和植物多样性相互作用的重要性。
研究成果于2024年12月8日发表于《Applied Soil Ecology》。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0929139324005535
图1 青藏高原地区受鼢鼠扰动高寒草地恢复进程
图2 受鼢鼠干扰的草原中每个恢复阶段最常见物种的密度、生态位宽度和重叠度的变化
图3 (a)整个恢复阶段的植物群落稳定性。(b) 植物群落稳定性与网络级拓扑特性之间的 Pearson 相关性。(c) 结构方程模型 (SEM) 说明了土壤养分变化以及植物和微生物多样性对恢复过程中植物群落稳定性的影响。