Как взаимодействия растения–почва–микроорганизмы влияют на динамику растительности?

Исследования показывали, что растения ранних и средних стадий сукцессии, как правило, испытывают нейтральную или отрицательную обратную связь по типу «растение–почва». Однако роль такой обратной связи в ходе послеледниковой первичной сукцессии растений и микроорганизмов до конца не изучена.

В исследовании, опубликованном в Science of The Total Environment, ученые из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада и Чэндуского института биологии Китайской академии наук изучили движущие силы сукцессии экосистем в условиях отступления ледника, основываясь на конкуренции растений, структуре микробного сообщества и взаимодействиях растение–почва–микроорганизмы. Они проверили, объясняют ли эти взаимодействия первичную сукцессию растений в хроноряду отступающего ледника горы Гонга.

Чтобы определить, как взаимодействия опосредуют динамику растительности, исследователи обработали почвы с трех стадий первичной сукцессии стерилизованной и живой (контроль) почвой, а затем высадили на них комбинации растений для изучения внутривидовой и межвидовой конкуренции.

Для оценки межвидовой конкурентоспособности растений и эффекта наследия местообитания ученые использовали биомассу растений. Они также измерили состав почвенного микробного сообщества (бактерии и грибы) и уровень микоризной колонизации, чтобы оценить закономерности и движущие силы влияния взаимодействий на наземную сукцессию растений.

Было обнаружено, что взаимодействия растение–почва–микроорганизмы совпадают с появлением растений-пионеров в ходе первичной сукцессии на освобождающихся ото льда территориях. Эффект наследия местообитания менялся с отрицательного на ранних стадиях на положительный на средних и поздних стадиях из-за увеличения доступности питательных веществ и присутствия специфических групп микроорганизмов.

Кроме того, специализированные эктомикоризные грибы оказались наиболее важны для взаимодействий растение–микроорганизмы на поздних стадиях сукцессии. Смена патогенных грибов определяла эффект наследия местообитания, особенно на ранних стадиях.

«Наши результаты обеспечивают лучшее экологическое понимание и позволяют прогнозировать сукцессию растительности на молодых почвах и развитие новых экосистем», — заявил Ли Вэйтао из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада.