土壤微生物高度多樣化，在調(diào)節(jié)生物地球化學(xué)循環(huán)過程和維持生態(tài)系統(tǒng)功能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。了解土壤微生物的高程分布模式及其驅(qū)動機(jī)制對于了解氣候變化和人為干擾對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。本研究表明，紫金山土壤細(xì)菌群落沿較小的海拔梯度明顯不同，并且土壤 pH 值是群落變化的最重要驅(qū)動因素。研究人員的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在 2021 年 12 月 23 日的《土壤生態(tài)學(xué)快報(bào)》上。
中國科學(xué)院土壤研究所褚海燕團(tuán)隊(duì)對森林土壤微生物群落高程分布進(jìn)行了一系列研究，獲得了許多有趣的發(fā)現(xiàn)。例如，他們首次發(fā)現(xiàn)土壤 pH 值是驅(qū)動大海拔尺度森林土壤細(xì)菌群落垂直分布的關(guān)鍵因素。他們還發(fā)現(xiàn)土壤微生物和植物之間的分布模式不同，這表明個體生物的體型主要影響海拔多樣性模式。然而，小海拔范圍內(nèi)的模式和驅(qū)動因素尚不清楚。
朱教授說：“我們選擇研究位于南京的紫金山，這是一座城市公園山，每天都有大量游客來這里休閑娛樂。與以往的大海拔研究不同，這里的總高差采樣點(diǎn)只有300 m，因此紫金山為小海拔尺度的微生物分布研究提供了一個合適的高質(zhì)量平臺。
在這項(xiàng)研究中，他們發(fā)現(xiàn)變形菌是山頂土壤中的優(yōu)勢菌門，而酸桿菌在山腳下占優(yōu)勢。這一發(fā)現(xiàn)與微生物的生態(tài)功能密切相關(guān)，因?yàn)榫哂杏袡C(jī)物降解功能的酸桿菌可能更喜歡低海拔的酸性棲息地，那里的土壤環(huán)境是富氧和酸性的。然而，具有多種生態(tài)過程的變形菌可能更適合土壤條件復(fù)雜的高海拔混交林區(qū)。此外，他們發(fā)現(xiàn)土壤pH值是土壤細(xì)菌沿小海拔梯度分布的最重要驅(qū)動因素。
“我們還利用分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的方法，在高程尺度上推斷土壤微生物的共存模式，從種間相互作用的角度了解土壤微生物的高程分布模式，”朱教授說。土壤細(xì)菌群落的度數(shù)和中介中心性在不同海拔高度之間存在顯著差異，表明存在獨(dú)特的生物相互作用。確定了共生網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵物種，為通過關(guān)鍵物種調(diào)控來管理土壤生態(tài)功能提供了進(jìn)一步的信息。
“該研究是我們對土壤微生物從大到小海拔尺度垂直分布的理解的延伸，增加了我們對小海拔尺度背景下土壤細(xì)菌群落分布模式和物種共存關(guān)系的理解。”
土壤與我們的生活息息相關(guān);它對糧食安全、水安全和整個生態(tài)系統(tǒng)健康至關(guān)重要。監(jiān)測和保護(hù)土壤生物多樣性比以往任何時候都更重要。
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參考文獻(xiàn)：劉旭，滕陽，于石，朱一辰，何木林，趙云科，Jonathan M. Adams，褚海燕。紫金山小尺度海拔梯度土壤細(xì)菌群落組成和共生網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)劃分。土壤生態(tài)快報(bào), 2021, 3(4): 290?302https://doi.org/10.1007/s42832-021-0122-2
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