玉龙雪山沿海拔梯度地上植物-土壤真菌群落的构建机制及驱动因素

The interactions between aboveground and belowground communities are essential for understanding the sustainability of biodiversity in terrestrial ecosystem. However, the distribution patterns and assemblages of plant and soil fungal communities and driving factors remain unclear. Until now few studies, have taken the combinations of species, phylogenetic and functional diversity and ecological factors, to disentangle the relationships between plant and soil fungal diversity and assemblages along elevational gradients. In this study, we studied the forest transect along an elevational gradient in Yulong Mountain, we will use species composition, phylogenetic relatedness from DNA barcoding, soil fungal diversity, functional traits and ecological factors, to explore the distribution patterns of plant and soil fungi diversity along elevational gradient. Furthermore, we will discuss the relationships between plant and soil fungal community assembly mechanisms. We will also distinguish the relative of importance of biotic variables, abiotic factors (i.e., topography, climatic and soil) and spatial processes (i.e., dispersal limitation) in explaining plant or soil fungal community composition and diversity. This study will not only help us to understand the mechanisms of biodiversity sustainability in the Hengduan Mountains biodiversity hotspot, but also will provide valuable information for biodiversity conservation in this region.

陆地生态系统中地上和地下群落之间的相互作用对生物多样性的维持具有重要意义。然而，有关地上植物和土壤真菌群落的多样性格局及群落构建机制仍不清楚，特别是在海拔梯度上，目前尚缺乏耦合物种多样性、系统发育多样性、功能多样性及生态因子开展植物-土壤真菌群落构建机制的整合研究。本项目拟以玉龙雪山海拔梯度森林群落固定监测样带为平台，基于群落物种组成、DNA条形码、土壤真菌多样性、功能性状和环境等数据，通过群落生态学分析，阐明植物和土壤真菌多样性沿海拔梯度分布格局及异同；通过系统发育群落生态学的方法，探讨植物和土壤真菌群落构建机制的差异；通过多样性与气候、土壤、地形和空间变量的耦合分析，明确影响植物和真菌群落构建的主要生态因子以及各因子的相对解析程度，揭示植物-土壤真菌群落的构建机制及驱动因素。研究结果有助于加深对横断山地区生物多样性格局及维持机制的认识，同时也可为该地区生物多样性保护提供科学依据。

解析生态系统中地上和地下群落的构建机制对揭示生物多样性的维持具有重要意义，海拔梯度为探讨植物和土壤真菌的群落构建机制如何沿着环境梯度的变化提供了理想场所。本项目以玉龙雪山海拔梯度森林群落固定监测样带为平台，基于植物和土壤真菌的物种组成、系统发育关系、功能性状和环境等信息，综合多维度多样性和多学科交叉解析了植物和土壤真菌的群落构建及关键驱动因子。取得了以下主要的结果：1）森林中植物垂直群落（乔木、灌木和草本）和不同营养型的土壤真菌（病原型真菌、腐生型真菌和共生型真菌）的群落构建机制不同：木本植物以确定性过程为主，草本群落的构建随机过程占主导。与植物不同，环境过滤在土壤病原型真菌、腐生型真菌和共生型真菌的群落构建机制中均扮演重要的角色。2）驱动植物-土壤真菌α多样性的关键环境因子不同：研究发现土壤有效氮和有效磷含量是影响乔木多样性的关键环境因子，而土壤有机碳是影响灌木多样性的关键环境变量。草本群落的构建受历史事件或者散布限制等因素的影响，此外，郁闭度是影响草本植物群落多样性的关键环境因子。年均温是影响病原型真菌群落结构的关键环境变量，而土壤pH是腐生型真菌和共生型真菌群落多样性沿海拔梯度变化的关键驱动因素。3）驱动植物和土壤真菌β多样性的重要组分和响应变量具有相似性：不同海拔间，植物和土壤真菌的物种β多样性主要由置换组分驱动，而置换和嵌套组分共同驱动系统发育的β多样性。物种和系统发育的置换主要受扩散限制的影响，而嵌套组分受到环境差异和空间距离的共同影响。4）植物-土壤真菌沿海拔梯度网络复杂性存在差异：通过网络分析发现林下的灌木和草本、病原型真菌和共生型真菌的网络复杂性沿海拔呈上升的趋势，暗示在未来气候变化情境下，不同生物类群的网络稳定性对气候变化的响应可能存在较大差异。本项目的实施不仅加深了我们对横断山生物多样性热点地区生物多样性维持机制的认识，也为该地区生物多样性保护和生态系统管理提供了科学依据。

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