中文摘要：

冰缘生态系统被认为对气候变化极度敏感，虽然不少研究者对冰川退却迹地的植被和土壤微生物原生演替现象进行过调查研究，但大都没有明确反映气候变化对冰缘植物根际微生物和植物的相互作用的影响机制。本项目拟采用高通量焦磷酸测序方法和定量PCR技术，通过对不同气候类型的冰缘环境（天山1号冰川、青藏高原腹地冬克玛底冰川和横断山玉龙雪山白水1号冰川）下主要植物根际土微生物群落结构特征与功能的研究，分析冰缘植物根际和根周土壤理化性质的动态变化规律和根际微生物群落结构的相关性，探讨根际环境对冰缘植物的生长规律和生态适应机制调控作用，揭示不同气候背景下植物、土壤和微生物三者之间的相互作用机理，获得一批具有应用价值的微生物资源，为极端环境条件下生态系统对全球变化的响应研究以及退化生态系统的恢复与重建提供理论依据。

结论摘要：

本项目系统研究了不同气候类型冰川大陆型冰川（乌鲁木齐河源区天山1号冰川、老虎沟12号冰川、七一冰川）、亚大陆型冰川（青藏高原腹地冬克玛底冰川）和海洋型冰川（横断山玉龙雪山白水1号冰川）前沿裸露地微生物群落结构特征及氮循环功能微生物群落结构特征，揭示了冰川前沿微生物及氮循环微生物的演替规律和主要影响因素。与世界范围内其他冰川前沿微生物群落结构比较分析，阐明了冰川前沿微生物的生物地理学分布特征，结合冰川前沿植被调查和土壤理化分析，揭示了冰缘植物、土壤和微生物的相互作用机理，主要结果如下（1）冰川前沿可培养微生物和土壤理化分析表明，微生物数量与土壤有机碳、总氮和酶活性随着演替时间逐渐升高，pH值逐渐降低，微生物的数量与群落结构与土壤的裸露年代密切相关。植被调查表明，天山乌源1号冰川前沿植被物种数、多样性指数和盖度与演替时间呈显著正相关，并且表现出菊科→石竹科→禾本科→莎草科的基本演替规律，指出了土壤发育程度是植物群落演替的直接决定因素。冰川前沿植被与微生物相互作用，决定着它们在冰川前沿裸露地随年代变化的演替规律。（2）冰川前沿细菌群落结构分析表明，酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和变形菌门为主要细菌类群，地理格局和气候类型共同决定着冰川前沿细菌的群落结构组成。冰川前沿细菌演替呈现出明显的规律，可分为3个演替阶段，演替初期、演替中期和演替后期，演替速率随着演替时间延长而逐渐降低，最终趋于平稳，且地理因素大于演替年代的影响。冰川前沿细菌群落的演替速率受到土壤的pH、总氮、总有机碳和样点经度影响。其中，pH是主要影响因素。（3）全球范围内12条冰川前沿放线菌门的群落结构研究表明，冰川前沿放线菌门群落结构受到环境因素影响的大小依次为空间>土壤>气候，放线菌门在全球尺度上存在明显的生物地理学特征，而在小尺度上生物地理学特征不明显。（4）冰川前沿氮循环功能微生物研究表明，冰川前沿有丰富的固氮微生物类群，固氮微生物的多样性和群落结构特征与土壤发育年代和植被类型密切相关。在演替初期主要的硝化微生物为氨氧化细菌，在演替后期主要为氨氧化古菌，其群落结构特征主要受铵态氮和土壤pH值的共同影响。（5）冰川前沿真菌群落结构研究表明，大陆型冰川真菌丰度随演替时间逐渐降低，而海洋型冰川真菌丰度随演替逐渐升高。子囊菌门和担子菌门为冰川前沿土壤共有真菌类群，真菌的丰度主要受到土壤含水量的影响。