全球变化对丛枝菌根真菌群落结构的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

(一)研究意义

自二十世纪以来，由于人类活动(如：化石燃料燃烧和土地利用方式转变)的影响，大气中二氧化碳(co₂)等温室气体浓度增加，从而引起全球性气候变化(ipcc, 2013)。co₂浓度增加的直接影响表现为全球气候暖化。自1880年以来，全球温度上升了0.8℃左右。据预测到本世纪末，地球表面温度仍将上升0.9~5.4℃(ipcc, 2013)。气候变暖会导致全球降水格局改变，据预测在高纬度地区降水量会增加，而在亚热带地区则会减少，同时干旱和暴雨等极端天气将变得更加频繁(ipcc, 2013)。

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, amf)能与约80%的陆地植物形成共生体(smithand read 2008; cheng et al. 2012)其菌丝可以穿透植物根部的表皮层，抑或穿透复合基质的土壤颗粒行使功能。它可以从宿主植物获取高达20%的光合产物，同时为宿主植物提供矿物质营养(thirkell et al. 2016)。amf通过增加植物叶片气孔导度、胞间co₂浓度和蒸腾速率，促进co₂吸收和固定(zhaoet al. 2009)，降低了大气co₂浓度。其庞大的菌丝网络将植物联结起来，于菌根真菌与菌根真菌之间、菌根真菌与植物之间、植物与植物之间进行养分运转，形成完整的生物群落(pennisi, 2004)。同时通过直接或间接途径对植物个体、种群、群落、其他生物和土壤产生作用，进而参与全球生态系统内养分转化吸收、循环利用过程(hodge et al. 2010)。

2. 研究的基本内容和问题

(一)研究目标

通过在青藏高原高寒草甸生态系统开展野外实验，研究增温、降水改变对amf群落结构会产生怎样的影响，以及在产生影响的过程中这些全球变化因子之间是否会有一定的交互作用。

(二)研究内容

3. 研究的方法与方案

(一)研究方法

本项目依托于生态系统生态学实验室在兰州大学高寒草甸与湿地生态系统定位研究站建设的全球变化实验样地。实验样地的处理包括：对照(ck)、增温(w)、增雨(pi)、减雨(pr)、增温增雨交互(w×pi)、增温减雨交互(w×pr)，共计6个试验处理。每个处理设置四个重复，共24个样地。每个处理样区大小为4m*4m；处理样区间设置宽度为1.5m的缓冲区。增温处理采用开顶箱(open top chamber， otc)装置进行、减雨处理采用有机玻璃雨水拦截板30%拦截、增雨处理则是通过施加减雨处理中收集的雨水而实现。为探究增温、降水改变及其交互对amf群落组成和结构的影响，本项目计划选取生态系统生态学实验室成员于生长季末期(2018年9月)采集的土壤样品，进行样品初期处理，并测定土壤基本理化性质、根生物量、amf侵染率以及根形态相关指标，以备结果分析时所用。同时提取土壤总dna，用以高通量测序进而测定各处理下的amf群落组成和结构。

(二)技术路线

4. 研究创新点

现阶段关于全球变化因子及其交互对AMF群落的影响这方面的研究相对较少。本项目利用青藏高原对全球变化的敏感性，在青藏高原高寒草甸生态系统，展开野外实验。从而深入研究多种全球变化因子(增温、降水格局改变)如何影响AMF的群落结构，并深入分析这些变化因子是否存在一定的交互作用，从而影响AMF的群落结构。

5. 研究计划与进展