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属于肾小球菌属的丛枝菌根真菌（AMF）在天然生态系统中普遍存在，与大多数陆生物植物物种形成互相共生的协会。²AMF在植物群落生态学和植物生产力方面发挥着举足轻重的作用，受到了世界各国的广泛关注。^3.这些组合通常是互利的，基于资源的互惠交换:植物到真菌的光合产物和土壤从真菌到植物的限制性营养物质。⁴此外，它们还通过提高对某些根系病原体的耐受性、水分关系以及土壤团聚体的形成和稳定性来提高植物的适合度。^5、6近年来的实验研究表明，AMF物种丰富度的增加可以影响植物群落结构，提高植物生产力和多样性。^7、8由于AMF对植物和土壤健康的有益影响，AMF在脆弱和退化生态系统恢复和重建中的重要性已得到公认。^9,10,11这就解释了有必要枚举和识别可以成功应用于恢复实践的土著AMF种群。

热带森林转为农田是生物多样性丧失的主要原因之一。¹²热带地区的森林正在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。该地区丰富的生物多样性面临的主要威胁是农业活动的扩大、轮作种植、侵占等，¹³在印度-缅甸生物多样性热点地区，对这些植被干扰对微生物区系尤其是AMF的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，本研究对未扰动林(UF)、刀耕火种林(SBF)和单作林(MF)的AMF多样性进行了研究。本研究旨在对丛枝菌根(AM)真菌进行分类，为今后退化森林的恢复和更新以及可持续林业的维护提供参考。

材料和方法

研究网站

研究地点位于Karbi Anglong Hill区(92⁰45和93⁰东经54分，25分⁰45”和26⁰35'北纬）印度阿萨姆。三个站点 - UF，SBF和MF位于丘陵斜坡上，在232 MSL的高度。年平均空气温度为24.4⁰C年总降水量1052 mm, 5 - 9月为雨季(730 mm)。土壤分类为砂壤土。

未受干扰的森林是一个潮湿的半常绿森林。¹⁴顶部的树冠由植物组成Stereospermum personatum，Duabanga Sonneretiodes.火腿,恒星芝士Retz。Tetrameles nudifloraR.Br,Amoora wallichi国王。Pterospermum acerifoliumWilld。Tectona茅林等。主要的中层植物是Lannea茅A.Rich,苹婆属摘要Roxb,Dysoxylum binectariferumHK.f.et Bedd,Premna bengalensis克拉克Mallotus philippinensisMuell。木兰花，含笑。

六个月前，由于当地部落居民的砍伐和燃烧，这片未受破坏的森林变成了刀耕火种的土地。森林砍伐后，当地种植了多种水稻作为农作物。

森林部门根据乔木地区恢复计划，对受乔木或移栽种植影响的保护区进行人工再生，以改善和恢复山区脆弱的生态系统。我们的研究地点MF大约有20年的历史，由人工再生的快速生长的柚木(Tectona茅林)。

抽样程序

2009年6 - 7月，在每个站点中线样带间隔20 m的采样点，随机采集植物根际区土壤样品16个。每个土壤样品为200克，深度为15厘米。土壤被密封在塑料袋中，并储存在4⁰c直到分析。

AM真菌的孢子分离与鉴定

从每个现场样品中提取100克土壤用于孢子分离，采用Gerdemann和Nicolson的湿筛析和滗析方法。¹⁵用立体变焦显微镜计数所有健康的AMF孢子。完整的AM孢子转移到含有聚乙乙烯醇-乳酚的玻片上，有或没有Melzer试剂，并在高达400倍放大的复合显微镜下进行鉴定。AM真菌采用Schenck和Perez¹⁶国际泡状菌根真菌收集(http://invam.caf.wvu.edu)建立的培养数据库。永久载玻片储存在印度阿萨姆邦高哈蒂大学植物系微生物生态实验室。

统计分析

利用孢子分离频率(IF)、密度、相对丰度(RA)、Shannon-Wiener多样性指数(H′）、Simpson多样性指数(D)和Sorenson相似性系数(Cs)。

结果

AM真菌组成

从3个不同地点采集的48个土壤样品中分离到12种AM真菌。其中种级5个(41.6%)，属级7个(58.3%)。其中7个属于这个属血管球三,Acaulospora,一个Ambispora和一个Gigaspora．12种AM真菌在UF中均有发现，而SBF和MF分别只有7种和4种。富营养化土壤的Shannon-Wiener多样性指数(H’)为2.08，高于富营养化土壤(1.66)和富营养化土壤(1.17)。AM真菌群落组成的Sorenson相似性系数(Cs)在UF和SBF之间(0.73)高于UF和MF之间(0.5)。Simpson多样性指数(D)在UF区最高(0.84)，SBF区稍低(0.78)，MF区最低(0.65)。三个多样性指标如表1所示。

AMF的隔离频率和相对丰度

血管球3个站点的优势属依次是Acaulospora(表2)Glomus manihotis.，血管球sp4,Acaulosporasp1在所有三个位点都很常见，IF >为50%。优势属的相对丰度血管球SBF组(73.3%)高于UF组(65.7%)和MF组(64%)。Acaulospora其次为富草属(35.8%)，富草属(32.2%)和富草属(24.7%)相对丰度最高。占主导地位的属Glomus manihotis.3个位点的相对丰度均最高，MF(46.6%)明显高于SBF(32.1%)和UF(24.1%)。

AMF的孢子密度

UF(879±19.5个孢子/ 100g)、SBF(174±5.3个孢子/ 100g)和MF(103±4.4个孢子/ 100g)间AM真菌总孢子密度差异显著。占主导地位的属血管球UF的孢子密度最高(581±23孢子/ 100g)，高于SBF(128±7孢子/ 100g)和MF(66±6.4孢子/ 100g)，其次是Acaulospora其中，UF、SBF、MF分别为285±43.2、43±11.8、37±8.2孢子/ 100g。从3个地点分离到的4个AM真菌属的孢子密度如图1所示。

讨论

由于孢子对不利的环境条件具有很强的抵抗力，¹⁷我们使用孢子量化来枚举干扰和未受干扰的森林中AMF的多样性。选择三个地点，即UF，SBF和MF，使得它们在丘陵坡上彼此相邻地彼此相邻，并且具有相似的气候条件。本研究结果表明干扰对AM真菌的总孢子密度的显着影响。孢子密度在UF中最高，SBF较低，MF中最低。具有天然更高的植物物种多样性的未受干扰森林的高孢子密度表明干扰影响了丛枝菌根孢子的丰富。Su和Guo获得了类似的结果，¹⁸who报告，在内蒙古草原，过度放牧的AMF的平均孢子密度明显低于未放牧的样地。李还描述了由于农业实践导致的孢子密度下降et al。，¹⁹结果表明，在西南干热生态系统中，未耕田孢子密度最高，老田孢子密度略低，耕地孢子密度最低。降低孢子密度在刀耕火种的领域和单作森林可以用这一事实来解释干扰破坏了土壤真菌通过移除这些专共生体依赖地面生物量碳源,通过将网络导致减少菌根菌丝的殖民。^20.此外，毁林和火灾使土壤暴露于干燥、高温(>500^oC)、雨水侵蚀²¹而这些参数可以归因于在刀耕火种场AM真菌孢子数量在转化后立即降低。然而，其他研究表明，与相邻的天然林相比，牧场和其他被砍伐的林分中AM真菌孢子计数和多样性相同或更高。^22、23

然而，这些研究认为，这可能是由于土地转换后，一年生草本植物作为AMF的宿主，为这些地点提供了充足的自然重新定殖时间，从而与AM真菌孢子产量的提高有关。虽然，在我们的研究中，单一栽培的森林场地，是大约20年的历史和人工再生与大地构造大林。，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个研究地点的土壤样品中直接提取并鉴定了12种AM真菌，分别属于4个不同的属。12种AM真菌均分离自原生林，7种分离自刀耕火种林，4种分离自单作林。原生林AM真菌的多样性指数较高，原因是原生林AM真菌的相对丰度较均匀。Sorenson系数在未受干扰的森林和刀耕火种地之间表现出更大的相似性，这是由于在两种生境中普遍存在更多的AM真菌。

Glomus manihotis和Acaulospora sp 1在3个研究地点的普遍存在以及较高的IF、孢子密度和RA表明，这些物种对土壤干扰的耐受性较强。进一步的研究对于确定它们在维护山区脆弱生态系统中的作用和作用至关重要。

由于本研究的样本采集时间为雨季中期的6 - 7月，AMF的产孢模式具有季节性，²⁴我们不确定是否所有的AM真菌物种都能被分离出来，因此，随着长期采样，该地区的AMF多样性肯定会增加。结果表明，该山地森林AM真菌具有较高的多样性。AMF多样性受到人们的土地利用实践的显著影响，森林管理实践尚未采取措施恢复这一重要的微生物群。

确认

第一作者感谢教资会以小型研究项目的形式提供财政资助。非常感谢Mindar Ingti先生和Uttam Engti先生在取样过程中的协助。

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