中国不同菌根类型种子植物的分布格局及影响因子

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菌根作为一种植物根系与土壤真菌的共生结构,可以提高宿主植物的适应性和抗性,菌根植物包括绝大多数的植物科并且广泛存在于各种陆地生态系统中,对陆地植物群落的构建具有重要意义。不同菌根类型对植物和其所处的生态系统具有不同的生态影响。本研究基于中国植物县级分布数据库第二版中种子植物县级分布数据信息,利用地理信息系统方法,对中国主要菌根类型的种子植物分布格局进行研究。  本研究利用ArcGIS10.4,以网格化的方法分析了整个中国的主要菌根类型的所有种子植物的分布格局及其影响因子。共计985个100千米×100千米的格子,27827种种子植物。本研究的假说是:不同植被区域间植物菌根类型的组成不同,不同菌根类型的分布格局不同;并且,环境条件,植物多样性和空间结构等对不同类型的菌根分布具有不同程度的影响。  研究结果显示:(1)八个植被类型在菌根植物组成上存在显著差异;(2)不同菌根类型的植物呈现出不同的分布格局:总体上,总菌根植物比例在青藏高原处和东北高纬度地区较低,而非菌根植物比例则相反,其比例在中国南部,西南部比例较低;此外,杜鹃花菌根和兰科菌根植物在内蒙古高原处比例也较低;(3)不同驱动因子在不同菌根类型的分布格局中发挥着不同程度的作用:总体上讲,本研究涉及的因子可以很好的解释内生菌根,包括丛枝菌根,兰科菌根和杜鹃花菌根植物及非菌根植物(结构方程模型的平均解释率为46%)的分布格局,但外生菌根植物的解释程度则比较低(16%),说明外生菌根的植物其分布格局更为复杂;丛枝菌根和非菌根植物更依赖于环境因子,而相比于其他类型的菌根植物,兰科菌根和杜鹃花菌根植物则更依赖于植物组成多样性。  以往菌根类型分布的研究通常局限在小尺度范围内,菌根类型通常也局限于一种或两种菌根类型;或是利用已发表的数据汇总结果进行大尺度分布格局的研究。而本研究基于一致的数据和菌根分类系统,按照普遍接受的Robinson分类系统对种子植物进行菌根类型的分类,并根据生态功能选择主要类型对其分布比例的格局进行研究。因此,本研究的研究结果不仅有助于我们的了解菌根植物多样性及其驱动因子,也更好地理解植物与真菌之间在大尺度上的相互关系、理解中国植物物种共存和生物多样性的维持机制。
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