将古尔班通古特沙漠中短命植物与AM真菌相互作用及其生态意义这一科学问题与我国西部大开发战略中的生态恢复与重建的目标相结合,采用14C同位素示踪、13C同位素组成分析、AM真菌分子探针和磷脂脂肪酸(PLFA)技术等手段,在短命植物的共生AM真菌生物多样性,AM真菌个体和群落对短命植物养分、水分吸收利用和光合产物分配的影响,AM真菌对短命植物群落演替和植被恢复的效应等方面开展创新性研究。阐明短命植物与菌根真菌共生而适应极端环境的对策;揭示漠境短命植物个体生长和群落演替对AM真菌的响应和AM真菌对受损荒漠生境中短命植物群落恢复和群落稳定性的作用。研究成果将填补AM真菌与短命植物相互作用的理论空白、丰富对荒漠生态环境中植物-微生物共生关系的生态学意义的认识,为深刻理解荒漠化逆转的生态学机理和漠境生物多样性的恢复与重建提供理论依据,为我国西部受损的荒漠植被恢复与重建的实践探索一条新的生态技术途径。
古尔班通古特沙漠中,短命植物除了春季萌发的之外,还有秋季萌发的类型;短命植物种子主要集中分布于地表0-5cm土壤中,5cm以下土壤中极少存在有活力的种子;调查了西北干旱区的AM真菌资源及其分布,发现89%的短命植物种能够与AM真菌建立共生关系;接种AM真菌能够促进短命植物生长,提高光合作用效率和水分利用效率,使开花期提前,结实率提高;用苯菌灵抑制土著AM真菌活性可导致短命植物群落结构发生改变,菌根植物的生长减少而非菌根植物的生长得到提高,生物多样性指数和群落的生产力也显著降低,表明AM真菌在调解短命植物群落成员的竞争能力、维持短命植物群落稳定性和生产力方面起着重要的作用;对工程扰动的沙丘接种外源AM真菌显著提高了沙丘上植被的盖度、植物密度和地上部的植物产量。上述结果验证了我们关于短命植物与菌根真菌共生是其适应极端瘠薄和干旱环境的生态策略的假说,揭示了AM真菌对受损荒漠生境中短命植物群落恢复和群落稳定性的作用。项目执行期间,发表标注论文15篇,其中SCI收录8篇,中文核心期刊7篇,获得国家自然科学二等奖1项,发明专利1项。培养博士生和硕士生各2名。