沙鲁里山系位于青藏高原东南部,是横断山脉跨度最广的山系,海拔2500-5000米,具有典型的气候和植被垂直分布的特点,是全球生物多样性热点地区。
图1. 沙鲁里山系地貌和景观
2019至2020年间,中国科学院微生物研究所的赵瑞琳团队,对该区域内的大型真菌展开了系统性的野外科考,涉及该地区8个县域,9个国家级自然保护区。在原始森林中不同海拔梯度下的十种代表性植被类型下(具体为亚高山灌丛、松属、杨属、松属栎属混交林、栎属、冷杉属、冷杉属云杉属混交林、云杉属、刺柏属和高山草甸)设置了20×20m的样方共62个(图2-3),采集样方内所有大型真菌标本共1654份,以评估该区域的大型真菌多样性。所有标本通过形态学和DNA条形码进行了物种区分和鉴定,共鉴定出766个物种,隶属于2门8纲22目72科177属,主要为外生菌根菌。不同植被类型下的物种分布情况分析表明不同植被类型下的大型真菌物种构成具有明显的立地特异性(图4-5)。
图2. 沙鲁里山系植被类型。(A)亚高山灌丛;(B)松属;(C)杨属;(D)松属栎属混交林;(E)栎属;(F)冷杉属;(G)冷杉属云杉属混交林;(H)云杉属;(I)刺柏属;(J)高山草甸。
图3. 样方分布和海拔。横轴为植被类型,根据平均海拔由低到高从左到右依次排列。
图4. 部分优势属种 (A) Cortinarius aurantionapus; (B) C. illuminus; (C) Russula cf. emetica; (D) R. cf. faustiana; (E) R. cf. emetica; (F) Lactarius alpinihirtipes; (G) L. aurantiosordidus; (H) Inocybe geophylla; (I) I. cf. ceskae; (J) Hygrophorus cf. chrysodon; (K) Hygrophorus cf. agathosmus; (L) Laccaria bicolor; (M) L. moshuijun; (N) Tricholoma atrosquamosum; (O) T. saponaceum.
图5. UpSet图展示了10种植被类型的大型真菌的物种构成。横轴表示每个植被类型的大型真菌物种数量,在亚高山灌丛(SS)、松属(Pin)、杨属(Pop)、松属栎属混交林(PQ)、栎属(Que)、冷杉属(Abi)、冷杉属云杉属混交林(PA)、云杉属(Pic)、刺柏属(Jun)和高山草甸(AM)中分别鉴定出28、107、48、86、268、126、158、191、23和30种大型真菌。纵轴显示了独特的和共享的大型真菌物种数量。其中,13、50、19、49、180、61、85、95、12和14个物种为上述十种植被类型的特有物种,仅在该植被类型中发现。
通过Observed species richness、Chao1指数、Invsimpson指数和Shannon指数分析α多样性及矫正后的α多样性,结果均表明沙鲁里山系大型真菌α多样性较高的植被类型由冷杉属、云杉属和栎属构成;较低的植被类型则是由亚高山灌丛、松属、刺柏属和高山草甸构成(图6)。曲线拟合回归分析表明,沙鲁里山系大型真菌多样性与海拔密切相关,随着海拔上升呈现出先升高后降低的趋势的中峰格局(图7)。基于Bray-Curtis距离的CPCoA分析表明,海拔相近的植被类型大型真菌群落构成相似,而海拔高差大的植被类型的大型真菌群落构成发生显著变化(图8),表明海拔大幅变化会提高大型真菌群落更替率。
图6. 10种植被类型的α多样性分析。Observed species richness(A);Chao 1指数(B);Invsimpson指数(C);Shannon指数(D);矫正后Observed species richness(E);矫正后Chao 1指数(F);矫正后Invsimpson指数(G);矫正后Shannon指数(H)。
图7. 大型真菌alpha多样性沿海拔梯度变化(中峰格局)
图8. 受植被类型限制的基于Bray-Curtis距离的CPCoA图
此项研究显示在青藏高原海拔3000米以上的沙鲁里山系地区大型真菌多样性丰富,并具有明显的立地特异性;植被类型及海拔是影响大型真菌多样性分布格局的重要因素,并进一步揭示其分布规律,为生态脆弱的高海拔地区大型真菌资源合理开发和保护提供了科学依据。
相关论文近期以“Macrofungal Diversity and Distribution Patterns in the Primary Forests of the Shaluli Mountains ”为题在J of Fungi在线发表,中国科学院微生物研究所赵瑞琳组博士生韩西茜、中国环境科学院刘冬梅为论文共同第一作者,曹槟博士和赵瑞琳研究员为共同通讯作者。本研究获得生态环境部生物多样性调查评估项目和国家自然科学基金国际合作项目的共同支持。
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