灌木扩张往往对草原生态系统产生多种影响,包括引发生物多样性和生态系统功能的变化。然而,
在灌木扩张到草原后,微生物群落的多个维度的性状及其与多功能性的内在关联机制仍知之甚少。在这里,我们研究了中国亚热带高原三个灌木扩张阶段下土壤细菌和真菌群落的多个维度的性状以及生态系统多功能性,并阐明了它们之间的联系。结果表明,灌木的扩张改善了土壤碳、氮、磷循环的多功能性和生态系统的多功能性。功能权衡强度随灌木扩张呈v 型变化。通过纳入最小数量的功能,可以获得稳定的功能权衡强度指数。灌木扩张增加了细菌群落功能多样性,但降低了真菌群落功能多样性。灌木增加了指示性细菌类群的功能冗余,细菌生态位宽度、细菌和真菌生态位重叠,但真菌生态位宽度随灌木扩张呈显著的v 型变化。细菌网络的复杂度和稳定性随着灌木扩张阶段的推移而增加,
而真菌网络的复杂程度和稳定性则呈现下凹型变化。细菌在碳、氮和磷循环多功能性、生态系统多功
能性和功能权衡方面比真菌有更大的影响。总之,灌木引起的微生物生态位和碳、氮、水资源的分化驱动和解释了细菌和真菌群落的七个不同维度性状,进而驱动和解释碳、氮和磷循环的多功能性、生态系统的多功能和功能权衡。我们的研究首次全面分析了土壤微生物组的七个不同维度的性状与多功
能性和功能权衡之间的联系。
此外,微生物,特别是大量的、土壤中的微生物丰富类群,形成和/或影响了多种生态系统功能,
这一点得到了相对充分的研究。然而,根际微生物,特别是根际稀有类群与根际丰富类群在调节元素
循环、多功能性、地上净初级生产力和多种功能权衡方面的作用在很大程度上仍然不完全清楚。在这里,我们比较了中国亚热带区禾本科植物玉米和豆科灌木白刺花生态系统中的多种生态系统功能、根际土壤细菌和真菌亚群落(区域稀有、区域丰富、局部稀有、局部丰富和整体类群)的结构和功能,以及亚群落在禾–灌间作生态系统的作用。结果表明,间作改变多种生态系统功能。间作玉米与单作玉
米相比显著降低了功能权衡强度,间作白刺花的权衡强度显著高于间作玉米。细菌和真菌群落的β 多样性以及每个亚群落中的真菌功能在各组之间存在显著差异。网络分析表明,间作增加了玉米根际稀
有细菌的复杂度和正向的关联,但降低了白刺花根际稀有细菌的复杂度、正向的关联和间作植物根际
真菌的复杂度及正向的关联。mantel 检验表明,本地稀有细菌物种的显著变化与氮循环多功能性、地上净初级生产力和功能权衡强度的相关性最强,本地稀有真菌物种的显著改变与碳循环多功能、磷循环多功能和平均生态系统多功能的相关性最强。我们的研究强调了稀有根际微生物在预测和调节系统
功能、生产力和功能权衡方面的潜力和作用。
再次,本书提出了贵州草地灌丛化的未来可能研究方向。
最后,本书特别感谢贵州省基础研究(自然科学)计划项目(黔科合基础-zk[2021]一般157)、贵州省科技支撑计划项目(黔科合支撑[2023]一般164)和国家自然科学基金(31960341)的资助。作者能力有限,书中可能会需要斧正的地方,还请读者见谅。