Legacy effect of vegetation on soil fungal communities and soil chemical properties in alpine zone

Abstract

Plant-microbe interactions play a critical role in driving ecosystem processes, including nutrient cycling and carbon turnover. These interactions involve mycorrhizal symbioses and associations with decomposer communities, both of which are essential for maintaining ecosystem functionality. Through their specific traits, plants determine composition of soil microbial communities. Therefore, a change in plant community composition causes a shift in microbial community composition. Due to climate change, areas of plant range are undergoing major shifts, one of which is the encroachment of shrubs into grasslands. There is a call to determine the effects of these shifts on the composition of microbial communities, the ecosystem-wide processes that they issue and the rate at which these effects happen. To inspect this, soil from an alpine grassland in the Czech Giant Mountains, which is being overgrown by ericaceous shrubs Calluna vulgaris (heather) and Vaccinium myrtillus (blueberry), was analysed. Using spectral imaging, the vegetation change was put into a time frame of ten years and its repercussions were described through soil chemical analyses, DNA metabarcoding, microbial biomass, and enzymatic activity measurements. While the fungal community showed a rapid response to vegetation change, the...

Interakce rostlin s mikroorganismy hrají důležitou roli v mnoha ekosystémových procesech, včetně koloběhů minerálních prvků a toku uhlíku. Mezi tyto interakce patří mykorhizní symbiózy a asociace s mikrobiálními rozkladači, z nichž obě jsou nezbytné pro funkčnost ekosystémů. Rostliny skrze své specifické vlastnosti určují složení půdních mikrobiálních komunit. Z toho plyne, že změny ve složení rostlinné komunity způsobují změny ve složení mikrobiálních komunit. Vlivem změny klimatu dochází k posunům rostlinných areálů výskytu, jako je například prorůstaní keřů do travnatých ekosystémů. S jejich výskytem přichází potřeba charakterizovat podobu a také rychlost dopadů těchto posunů na složení mikrobiálních komunit a na ekosystémové procesy, které mikroorganismy svou aktivitou zajišťují. Za tímto účelem byly analyzovány vzorky půdy z Krkonoš, kde je alpinský trávník přerůstán erikoidními keři vřesem obecným (Calluna vulgaris) a brusnicí borůvkou (Vaccinium myrtillus). Díky spektrálním fotografiím byla změna vegetace zasazena do časového rámce deseti let a její dopady byly popsány pomocí chemické analýzy půdy, DNA metabarcodingu, měření mikrobiální biomasy a enzymatické aktivity. Zatímco komunita hub vykazovala rychlou reakci na změnu vegetace, bakteriální komunita byla ovlivněna konkrétním rozšiřujícím...