当前世界环境

介绍

微生物是地球生物群的重要组成部分，对维持地球生态系统、生物圈和生物地球化学循环起着重要作用。¹丛枝菌根真菌(AMF)属于球状菌门，在自然生态系统中普遍存在，与大多数陆生植物物种形成共生关系。²AMF因其在植物群落生态和植物生产力中发挥的关键作用而受到世界各国的关注。^3.这种联系通常是互惠的，基于资源的互惠交换:植物向真菌的光合作用和土壤从真菌向植物的有限营养物质。⁴此外，它们还通过改善对某些根系病原菌的耐受性、水分关系和土壤团聚体的形成和稳定性来提高植物的适应性。^5、6最近的实验表明，增加AMF物种丰富度可以影响植物群落结构，增加植物生产力和多样性。^7、8由于对植物和土壤健康的有益作用，AMF在脆弱和退化生态系统的恢复和重建中的重要性已得到充分认识。^{9 10 11}这就解释了有必要列举和确定可以成功应用于恢复实践的本地AMF种群。

将热带森林转化为农业用地是生物多样性丧失的主要原因之一。¹²热带地区的森林正以惊人的速度遭到破坏，阿萨姆邦Karbi Anglong山区的森林也不例外。对该地区丰富的生物多样性的主要威胁是农业活动的扩大、转移种植、侵占等。¹³在印缅生物多样性热点地区，这些植被干扰对微生物区系的总体影响，特别是对AMF影响的研究几乎为零。因此，为了评估森林破坏对微生物多样性的影响，本研究调查了天然林(UF)、刀耕火种田(SBF)和单作林(MF)中AMF的多样性。该研究还旨在对丛枝菌根真菌(AM)种类进行分类，以便将来用于退化森林的恢复和更新以及可持续林业的维持。

材料与方法

研究网站

研究地点位于Karbi Anglong Hill区(1992年)⁰45 '和93⁰东经54度25分⁰45 '和26 '⁰印度阿萨姆邦北纬35度)。UF、SBF和MF三个站点相邻位于海拔232 MSL的丘陵斜坡上。年平均气温为24.4℃⁰C年总降水量1052 mm, 5 - 9月为雨季(730 mm)。土壤被归类为砂壤土。

未受干扰的森林是湿润的半常绿森林。¹⁴顶部的树冠由植物组成，比如Stereospermum personatum，Duabanga sonneretiodes火腿,榄仁树属chebulaRetz。Tetrameles nudifloraR.Br,Amoora wallichi国王。Pterospermum acerifoliumWilld。Tectona茅林等。占主导地位的中层植物为Lannea茅A.Rich,苹婆属摘要Roxb,Dysoxylum binectariferumHK.f.et Bedd,Premna bengalensis克拉克Mallotus philippinensisMuell。白玉兰，白玉兰，含笑

6个月前，当地部落居民将被砍断的干枯生物质全部砍伐和焚烧，将这片未受干扰的森林变成了刀耕火种的田地。当地的水稻品种被种植为森林砍伐后的作物。

森林部门在Jhum地区恢复方案下，人工恢复了受Jhum或轮作耕作的保留林区，以改善和恢复山区脆弱的生态系统。我们的研究场地MF大约有20年的历史，由人工再生的快速生长的柚木品种(Tectona茅林)。

抽样程序

2009年6 - 7月，在每个样点的中线样带取样点相距20 m处，随机采集植物根际区土壤样品16份。每个土壤样品为200克，深度为15厘米。土壤被装在密封的塑料袋中，存放在4℃⁰C直到分析。

AM真菌的孢子分离与鉴定

采用Gerdemann和Nicolson湿筛和滗析法，从每个田间样品中取100克土壤进行孢子分离。¹⁵用立体变焦显微镜对所有健康AMF孢子进行计数。完整的AM孢子被转移到含有聚乙烯醇-乳酚的玻片上，有或没有Melzer试剂，在400倍放大的复合显微镜下进行鉴定。使用Schenck和Perez¹⁶以及由国际水疱和菌根真菌收集所建立的培养数据库(http://invam.caf.wvu.edu)。永久载玻片保存在印度阿萨姆邦高哈蒂大学植物系微生物生态学实验室。

统计分析

根据孢子分离频率(IF)、密度、相对丰度(RA)、Shannon-Wiener多样性指数(H’)对田间样品真菌组成进行评价。）、Simpson多样性指数(D)和Sorenson相似系数(Cs)。

结果

AM真菌组成

从3个不同地点采集的48份土壤样品中共分离到12个AM真菌分类群。其中种级鉴定5种(41.6%)，属级鉴定7种(58.3%)。其中7只属于这一属血管球，三到Acaulospora，一个到Ambispora一到Gigaspora。UF区有12个AM真菌类群，而SBF区和MF区分别只有7个和4个。UF群落的Shannon-Wiener多样性指数(H′)为2.08，高于SBF群落(1.66)和MF群落(1.17)。AM真菌群落组成的Sorenson相似系数(Cs)在UF和SBF之间(0.73)高于UF和MF之间(0.5)。同样，Simpson多样性指数(D)在UF中最高(0.84)，在SBF中略低(0.78)，在MF中最低(0.65)。三个多样性指标如表1所示。

AMF的分离频率和相对丰度

血管球三个地点的优势属依次是Acaulospora(表2)三个物种，血管球manihotis，血管球sp4,Acaulosporasp1在IF > 50%的三个位点中都很常见。优势属的相对丰度血管球SBF(73.3%)高于UF(65.7%)和MF(64%)。Acaulospora其次是MF(35.8%)，其次是UF(32.2%)和SBF(24.7%)。优势属血管球manihotis相对丰度最高的是MF(46.6%)，远高于SBF(32.1%)和UF(24.1%)。

AMF孢子密度

AM真菌的总孢子密度在UF(879±19.5孢子/ 100g土壤)、SBF(174±5.3孢子/ 100g土壤)和MF(103±4.4孢子/ 100g土壤)之间存在显著差异。优势属血管球孢子密度最高的是UF属(581±23孢子/ 100g土壤)，其次是SBF属(128±7孢子/ 100g土壤)和MF属(66±6.4孢子/ 100g土壤)Acaulospora， UF土壤每100g土壤孢子数为285±43.2个，SBF土壤孢子数为43±11.8个，MF土壤孢子数为37±8.2个。图1给出了从3个地点分离的4个AM真菌属的孢子密度。

讨论

由于孢子对恶劣的环境条件具有很强的抵抗力，¹⁷采用孢子量化方法，列举了受干扰和未受干扰森林AMF的多样性。UF, SBF和MF这三个地点的选择方式是，它们彼此相邻地位于山坡上，气候条件相似。本研究结果表明，干扰对AM真菌的总孢子密度有显著影响。孢子密度UF最高，SBF最低，MF最低。在天然植物物种多样性较高的未受干扰的森林中，AM真菌的孢子密度较高，表明干扰影响了丛枝菌根孢子的丰度。苏和郭也得到了类似的结果，¹⁸他们报道了内蒙古草原过度放牧地AMF的平均孢子密度比未放牧地显著降低。李还描述了由于农业实践导致的孢子密度降低et al。，¹⁹研究发现，在西南炎热干旱生态系统中，未耕地孢子密度最高，老田孢子密度略低，耕地孢子密度最低。刀耕火种地和单一栽培森林的孢子密度降低可以解释为这样一个事实，即干扰通过消除这些专性共生体所依赖的地上生物量来破坏土壤真菌，并通过破坏菌丝网络导致菌根定植减少。^20.此外，森林的砍伐与火灾相结合，使土壤暴露于干燥，高温(>500^oC)，和雨水侵蚀²¹这些参数可归因于在刀耕火种转化后立即减少AM真菌孢子数。然而，其他研究表明，与邻近的天然林相比，牧场和其他森林砍伐的林分中AM真菌孢子数量和多样性相同或更高。^22、23

然而，这些研究认为，改善的种群可能是土地转换后的结果，这为作为AMF宿主的一年生草和草本植物物种提供了充足的时间自然再定植这些地点，从而与更高的AM真菌孢子产量有关。然而，在我们的研究中，单作林遗址大约有20年的历史，并且人工更新了大构造木。，the forest floor was barren and covered with fallen twigs and leaves of the plant itself with very little or no herbaceous plant cover. Forest management factors like site preparation, shrub-clearing etc, along with high erosion rate of the sandy loam soil in sloppy tract; have resulted in the forest floor removal. Such and other reasons (like physical properties of the soil which has not been considered here) may account for the minimal AM fungal spore counts in monoculture forests.

从3个研究点的田间土壤样品中直接提取鉴定出AM真菌4属共12种。12种AM真菌均来自天然林，7种来自刀耕火种，4种来自单作林。与刀耕林和单作林相比，未受干扰林的AM真菌种类相对丰度均匀，多样性的Shannon-Wiener指数更高。Sorenson系数显示未受干扰的森林和刀耕火种地之间的相似性更大，因为两个地点普遍存在更多的常见AM真菌物种。

三个研究点的瘤球囊菌(Glomus manihotis)和Acaulospora sp . 1的流行率以及较高的IF、孢子密度和RA表明这些物种对土壤干扰的耐受性更强。进一步的研究是必要的，以确定它们在维持该山区脆弱生态系统中的作用和作用。

由于本研究样本采集时间为6 - 7月，正值雨季中期，而AMF的产孢模式具有季节性，²⁴我们不确定是否可以分离出所有的AM真菌，因此，通过长期采样，该地区的AMF多样性肯定会增加。结果表明，该山区森林具有较高的AM真菌多样性。AMF的多样性受到人类土地利用方式的显著影响，森林管理方式尚未采取措施恢复这一重要微生物群。

致谢

第一作者感谢教资会以副修研究计划的形式提供资助。非常感谢Mindar Ingti先生和Uttam Engti先生在抽样期间提供的协助。

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