Fungal and bacterial communities across meadow–forest ecotones in the western Cascades of Oregon


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Abstract

Meadows are natural dynamic features of forested mountain landscapes of the Pacific Northwest. Proportions of meadows and forests change with environmental conditions and disturbance history. We investigated the belowground microbial communities associated with these two vegetation types and how they change across the meadow–forest transition at two sites in Oregon. Soils were sampled along replicate transects extending from meadow into forest. We quantified total bacterial and fungal biomass using direct microscopy and described the composition of bacterial and fungal communities using a DNA-based fingerprinting technique. Bacterial biomass was similar in meadow and forest soils, but fungal biomass was significantly higher in forest soil. Meadow and forest soils had distinct communities of bacteria and fungi. Bacterial communities near the meadow–forest boundary reflected current vegetation, but fungal communities under meadow vegetation near the forest edge were intermediate in composition between those found in meadow and forest soils. The more gradual transition observed with fungal communities may reflect the influence of tree roots and their associated ectomycorrhizal fungi or possibly colonization by saprotrophic fungi associated with tree litter accumulating near the forest edge. Invasion of forest-associated fungi into the meadow soils may presage subsequent expansion of forest vegetation into meadows.RésuméLes prés sont des particularités naturelles et dynamiques des paysages montagneux du Pacific Northwest. Les proportions de pré et de forêt varient selon les conditions environnementales et l'historique des perturbations. Nous avons étudié les communautés microbiennes du sol associées à ces deux types de végétation et la façon dont elles changent dans la zone de transition entre le pré et la forêt à deux endroits en Oregon. Le sol a été échantillonné le long de transects répétés allant du pré vers la forêt. Nous avons quantifié la biomasse totale de bactéries et de champignons à l'aide de la microscopie directe et nous avons décrit la composition des communautés de bactéries et de champignons à l'aide d'une technique d'identification génétique. La biomasse bactérienne était semblable dans les sols du pré et de la forêt mais la biomasse fongique était significativement plus importante dans le sol de la forêt. Des communautés distinctes de bactéries et de champignons occupaient les sols du pré et de la forêt. Les communautés bactériennes situées près de la limite entre la forêt et le pré reflétaient la végétation actuelle mais les communautés fongiques situées sous la végétation du pré, près de la lisière de la forêt, avaient une composition intermédiaire entre la composition observée dans les sols du pré et de la forêt. La transition plus graduelle observée dans le cas des communautés fongiques reflète possiblement l'influence des racines des arbres et des champignons ectomycorhiziens qui leurs sont associés ou la colonisation par des champignons saprophytes associés à la litière des arbres qui s'accumule en bordure de la forêt. L'invasion de champignons associés à la forêt dans le sol des prés pourrait présager une expansion subséquente de la végétation forestière dans les prés.

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