土壤微生物作為生態系統中的重要分解者,是植被變化過程中重要的生物參與者,在土壤質量改善、植物生產力調節和生態系統穩定性維持等方面發揮關鍵作用。其中,微生物群落的多樣性和組成等分布模式及構建過程(確定或隨機組裝)是影響生態系統過程和功能的關鍵參數。深入了解植被變化過程中的微生物群落特征,可提高對微生物物種分布、多樣性和生物地理格局等的認知,加強微生物演化與植被變化之間關系的理解,有助于植被-微生物反饋模型的發展。現有研究普遍認為,氣候變暖背景下青藏高原高寒草地在多年凍土退化后表現出由高寒沼澤草甸(ASM)、高寒草甸(AM)到高寒草原(AS)的逆向演替,導致生態系統功能和穩定性下降。然而,高原多年凍土區高寒植被土壤微生物群落相關研究較為缺乏。
中國科學院西北生態環境資源研究院在青藏高原東北緣疏勒河源多年凍土區高寒生態系統長期定位觀測場開展研究,分析不同類型高寒植被土壤微生物的群落特征,發現高寒草地逆向演替(由ASM、AM到AS)過程中,植物生物量是驅動微生物多樣性和群落構建過程的關鍵因子。微生物β多樣性以物種替換為主(圖1a),群落構建以隨機組裝過程為主導(圖2b),二者均在植被逆向演替過程中逐漸增加(圖1b、2a)。植被逆向演替加強了微生物群落與環境因子之間的聯系,提升了微生物群落對環境擾動的敏感性,并降低了微生物群落抵抗自身組成不變的能力(抵抗力)。此外,冰緣植被(GFV)土壤微生物群落對環境變化的敏感性較低、抵抗力較強,可能擁有高寒生態系統中最穩定的微生物群落。
該研究首次綜合應用β多樣性分解和群落構建過程分析方法,系統探究了青藏高原多年凍土區高寒草地逆向演替過程中土壤微生物群落多樣性的維持機制,加強了對微生物多樣性發生和調節、植被和微生物群落之間關系的理解,有助于預測微生物群落對高寒生態系統變化的響應動態。
近日,相關研究成果以Soil microbial distribution and assembly are related to vegetation biomass in the alpine permafrost regions of the Qinghai-Tibet Plateau為題,在線發表在Science of the Total Environment上。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學考察研究、國家自然科學基金等的支持。
中國科學院華南植物園研究員魯顯楷團隊在國家自然科學基金等項目的資助下,通過長達20年的野外氮添加實驗,首次揭示長期高氮沉降下熱帶原始林土壤微生物代謝限制的垂直分異規律,即長期氮沉降會加劇表層土壤的磷限......
近日,中國科學院地球環境研究所的一項全球研究發現,造林和再造林使土壤微生物生物量碳、氮、磷含量顯著增加71%-80%,其中農田造林效果尤為突出。研究同時揭示微生物氮磷比隨海拔變化規律,為科學造林提供重......
近日,中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊首次從分子層面揭示了森林恢復過程中土壤養分狀況對微生物功能多樣性與有機碳分子復雜性關聯的調控機制,為提升森林土壤碳固存能力提供了重要理論依據。相關成果發表于《......
近日,中國科學院成都生物研究所(以下簡稱成都生物所)科研團隊以天然林、人工林、灌叢和農田四種土地利用類型的土壤為研究對象,探討青藏高原東南緣亞高山生態系統土地利用類型變化對土壤碳組分、碳循環酶基因和相......
近日,中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊和中國林業科學研究院熱帶林業研究所研究員許涵團隊在國家自然科學基金項目和廣東省基礎與應用基礎研究旗艦項目等項目的資助下,研究發現熱帶山地雨林土壤微生物殘體碳空......
根際微生物在保護植物健康、提高植物生產力和次生代謝產物積累方面發揮著重要作用。植物根際土壤微生物群落構建過程一直是人們研究的熱點問題。非生物因素,如土壤理化特性和氣候因素,以及生物因素,包括植物種類、......
近日,中科院華南植物園恢復生態學任務團隊發現土壤深度調控熱帶森林微生物殘體碳對氮添加方式的響應。相關研究發表于國際學術期刊《環境管理雜志》(JournalofEnvironmentalManageme......
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凍融現象在寒帶和溫帶森林生態系統中普遍存在,而氣候變暖加劇使凍融現象變得更加頻繁。土壤微生物在受到外界干擾時對維持生態系統穩定發揮重要作用,關于凍融循環的響應過程卻知之甚少,對不同強度、不同階段凍融作......
熱帶和亞熱帶地區長期植稻過程中形成了特殊的人工濕地土壤,即水稻土。相比于旱地土,水稻土具有特殊的氧化還原過程,土壤中的有機質可以支撐更多的微生物生物量,然而,該現象的內在機制仍缺乏系統闡釋。中國科學院......