印度帕尔瓦蒂山谷林线生态过渡带中喜马拉雅杜鹃属植物根际微生物的定殖情况

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Rhizospheric Microbial Colonisation in Himalayan Rhododendron Species Across the Treeline Ecotone of Parvati Valley, India

　　

摘要

喜马拉雅树线是一个对气候非常敏感的生态系统，季节性变化、气温升高以及季风模式的改变显著影响了地下植物与微生物之间的相互作用。杜鹃花属植物（如Rhododendron arboreum和R. campanulatum）是喜马拉雅西部树线中的主要物种。尽管以往在喜马偕尔邦的研究探讨了海拔或季节对土壤性质和微生物群落的影响，但很少有研究同时考虑海拔、季节、土地利用和地点对这些相互作用的综合影响。此外，在全因素框架内将根际效应、土壤酶活性和根内生菌定植联系起来的综合评估仍然有限。理解这些过程对于揭示在气候变化条件下支持杜鹃花树线长期生存、适应和保护的地下机制至关重要。因此，本研究旨在监测nine个帕尔瓦蒂河谷站点在季风前后季节的根际效应（R:S比值）、土壤物理化学梯度、酶活性以及根内生菌定植情况。研究人员在帕尔瓦蒂河谷不同海拔和土地利用条件的九个站点采集了与Rhododendron arboreum和R. campanulatum相关的根际和土壤样本，评估了土壤的物理化学性质、根际效应、微生物种群、酶活性以及菌根和暗隔内生菌（DSE）的根部定植情况。通过相关性分析和结构方程建模来探讨环境因素、土壤性质、酶活性和真菌定植之间的关系。结果表明，海拔显著影响了这两种杜鹃花的土壤特征，在季风后季节导致土壤酸化加剧、有机碳积累增加以及酶活性增强。根际土壤对细菌种群具有抑制作用（R:S = 0.16–0.75），同时促进了真菌数量的增长（R:S = 0.31–0.97）。季风后，菌根和暗隔内生菌（DSE）在根部的定植情况有所增加，其中Rhododendron arboreum的菌根定植率从37.97%升至46.00%，R. campanulatum的菌根定植率从46.00%升至48.89%。结构方程建模发现了一条“有机碳-酸磷酸酶-真菌定植”路径，突显了土壤碳动态在调节真菌关联和养分循环中的核心作用。这些发现表明，杜鹃花树线中的真菌介导的养分循环受到海拔、季节和根际土壤化学性质的共同影响，并且不同物种之间存在差异。通过阐明地下微生物相互作用对多种环境因素的响应机制，本研究加深了对在气候变化条件下支持喜马拉雅杜鹃花物种长期生存、适应和保护的机制的理解。

图形摘要