西北干旱區生物土壤結皮養分循環研究獲進展

　　生物土壤結皮（以下簡稱結皮）由藻類、地衣和苔蘚等孢子植物類群組成，在全球干旱區地表廣泛分布，其覆蓋度可占地球陸地表面的12%，是干旱生態系統重要的組織構建者。結皮能夠固定環境中的碳和氮，固定的氮可轉化成不同形態的氮素，不同形態氮素的季節動態將直接影響生態系統可利用氮素的供給能力。結皮中特殊的微生物類群與土壤養分循環密切相關，研究微生物群落在不同空間尺度的分布格局，對于評估生物土壤結皮如何響應全球變化具有重要意義。

　　中國科學院新疆生態與地理研究所研究員張元明團隊，針對結皮的氮素動態以及相關細菌多樣性空間分布格局開展了深入研究。研究發現，隨著結皮的發育，各形態氮素含量呈現增加趨勢。結皮中不同形態氮素的含量呈現季節變化特征，可利用氮素含量在夏季主要受溫度和水分影響，冬季主要受土壤溫度變異幅度的影響。不同形態氮素含量的季節變化差異能夠為不同生活型荒漠植物的錯峰生長提供營養基礎（如一年生短營養期、一年生長營養期和多年生長營養期植物），是荒漠植物適應干旱逆境的重要營養機制。

　　結皮中的細菌與養分循環密切相關，科研人員還從沙丘尺度和區域尺度對分布在中國西北五個主要沙漠的結皮進行了研究。研究表明，藻類-地衣結皮中細菌α多樣性、譜系多樣性和主要的細菌類群并不隨不同區域降水增加而增加，而主要受到土壤養分（有機碳和總磷）以及結皮發育程度的影響 (厚度、蓋度和葉綠素a含量)。β多樣性在不同沙漠間具有較強的距離-衰減規律（隨著距離增加，群落差異性增大），不同沙漠的結皮中細菌群落構成差異顯著。另外，距離-衰減速率在沙丘尺度的變化比區域尺度變化更大，說明細菌群落的更新速率受地形的影響比受降水的影響更大。

　　上述研究結果對深入探討和理解干旱荒漠區結皮對未來氣候變化的響應特征具有重要意義，也為荒漠細菌群落的地理分布和聚集模式提供了新的認識。

　　以上的研究成果分別以“Nitrogen pools in soil covered by biological soil crusts of different successional stages in a temperate desert in Central Asia”和“The influence of biocrusts on the spatial pattern of soil bacterial communities: A case study at landscape and slope scales”為題發表于Geoderma和Soil Biology & Biochemistry上。