放牧对西藏高寒草地土壤微生物群落多样性的空间格局的影响及其驱动机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 张豪睿 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 沈振西 ; 付刚 |
| 关键词 | 西藏 放牧 微生物多样性 空间格局 多样性维度 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 西藏高寒草地生态系统在维持和提升西藏生态安全屏障功能方面发挥着举足轻重的作用。土壤微生物群落多样性的空间格局的变化能够影响西藏高寒草地生态系统的结构、功能、健康和稳定。作为西藏最主要的土地利用方式之一，放牧会影响土壤微生物群落多样性的空间分布格局。前人主要集中研究了非放牧干扰状态下的草地生态系统的土壤微生物群落多样性的空间格局。然而放牧与围栏条件下草地生态系统的土壤微生物群落多样性（α和β 多样性）的空间格局的差异、以及土壤微生物群落α多样性的放牧效应（任意一组配对的放牧与围栏间的α 多样性的比值，G/F）和β 多样性的放牧效应（任意一组配对的放牧与围栏间的群落组成的差异， !"多样性）的空间格局还有待进一步探究。因此，本论文依托西藏高寒草地28 对围栏和放牧样地，采用高通量测序技术观测了2 个深度（0-5 cm和5-10 cm）的土壤微生物（细菌、真菌）群落，结合观测的植物群落结构、土壤理化性质以及气候因子，通过分析土壤微生物群落多样性的空间分布格局及其与环境因子的关系，探究了放牧与围栏状态下的土壤微生物群落多样性的空间格局的差异、土壤微生物群落多样性的放牧效应的空间格局、以及放牧对土壤微生物群落多样性的整体效应（所有的围栏条件下的和所有放牧条件下的土壤微生物群落多样性之间的差异），并取得了以下主要研究结果：（1）围栏与放牧条件下的土壤微生物群落α 多样性均表现出了显著的空间分布格局，然而两种条件下的土壤微生物群落多样性的空间格局呈现出不同的分布模式，且不同条件下的土壤微生物群落多样性的空间格局的主导环境因子存在差异。同时，围栏与放牧处理下的土壤微生物群落β 多样性均表现出显著的地理衰减格局，然而不同处理下的土壤微生物群落β 多样性的地理衰减模式的速率和拟合度均存在差异。另外，无论是围栏处理还是放牧处理，土壤细菌群落物种β多样性的距离衰减关系曲线的斜率均高于真菌，这表明土壤细菌群落比真菌群落的物种更替速率更快。（2）0-5 cm的土壤真菌群落的物种丰富度、物种Shannon指数、功能Shannon指数以及Faith’ s PD 的放牧效应的纬度格局表现出显著的线性趋势；而该深度的土壤细菌群落α多样性的放牧效应并未表现出显著的纬度格局，仅有5-10 cm的土壤细菌群落物种Shannon 指数表现出显著的纬度格局。不同维度（物种、功能和系统发育）的土壤微生物群落α 多样性的放牧效应的纬度格局的主导环境因子不一致。0-5 cm与5-10 cm的土壤真菌群落物种β 多样性的放牧效应和0-5 cm的土壤真菌群落功能β 多样性的放牧效应自西向东呈现出逐渐降低的经度格局；0-5 cm与5-10 cm的土壤真菌群落物种、功能以及系统发育β 多样性的放牧效应自南向北均呈现出先下降后上升的纬度格局。0-5 cm与5-10 cm的土壤细菌群落物种、功能以及系统发育β 多样性的放牧效应自南向北均呈现出逐渐降低的纬度格局。这些不一致的结果可能与它们的主导环境因子的不同有关：气候因子是土壤真菌群落β 多样性的放牧效应的空间格局的主导因子，土壤理化性质是土壤细菌群落β 多样性的放牧效应的空间格局的主导因子。（3）整体而言，放牧没有显著改变土壤真菌群落物种、功能和系统发育α多样性；而放牧显著降低了5-10 cm的土壤细菌群落物种Shannon 指数，显著增加了0-5 cm 的土壤细菌群落功能Shannon 指数。土壤细菌和真菌群落α 多样性对放牧的响应差异可能主要与土壤真菌和细菌群落α 多样性对放牧引起的土壤含水量的变化的响应不同有关。对于β 多样性：放牧显著增加了5-10 cm的土壤真菌群落的物种β 多样性和0-5 cm的系统发育β 多样性，而显著降低了0-5 cm的功能β 多样性；放牧显著增加了5-10 cm的土壤细菌群落的物种β 多样性，而显著降低了0-5 cm与5-10 cm的功能β 多样性。围栏与放牧条件下的土壤微生物群落多样性的空间分布格局并不完全一致，进而形成了明显的土壤微生物群落多样性的放牧效应的空间分布格局。整体而言，放牧改变了西藏高寒草地土壤微生物群落多样性。虽然放牧使土壤微生物群落的物种组成在空间上的分布变得更加异质化，但是放牧同质化了土壤微生物群落的功能组成，这意味着放牧会引起土壤微生物群落功能的丧失，甚至可能会引起生态系统功能多样性的丧失，进而会降低生态系统的稳定性和生产力以及抵抗干旱和低温等外界胁迫的能力。此外，不同维度（物种、功能和系统发育）的土壤微生物群落多样性的空间分布格局对放牧的响应并不完全一致，这表明仅仅探讨单个维度的土壤微生物多样性的空间分布格局对放牧的响应是不全面的，需要加强多个维度的土壤微生物群落多样性的空间分布格局对放牧的响应规律的研究。。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 160 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199837]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张豪睿. 放牧对西藏高寒草地土壤微生物群落多样性的空间格局的影响及其驱动机制[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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