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【生态学】陈迪马团队发现区域尺度上长期放牧对土壤微生物及其功能的强烈影响能抵达土壤深层
作者:吴颖 点击数:时间:2022-07-08 11:19:22

放牧是草地生态系统最为常见的土地利用和人类活动干扰形式之一,可通过多种途径影响地上-地下生态系统。近期多项局地控制实验证实,放牧可强烈影响土壤表层的细菌、真菌多样性及其生态系统功能。然而,土壤微生物及其有机质碳氮分解在区域尺度受到何种因素调节仍然存疑;另外,有关深层土壤中微生物及功能如何响应放牧,是否与土壤表层响应存在差异仍缺乏深入理解。为此,我校生态系统生态学研究团队陈迪马教授在蒙古高原的放牧-围封配对样地进行了区域尺度的植被和土壤生物调查,结合室内有机质碳氮分解培养实验,厘清了土壤表层(0-20 cm)和土壤深层(40-60 cm)细菌和真菌多样性,群落结构和组成以及有机质碳氮分解对长期放牧的响应及其调控因子。

图1放牧影响不同土层深度微生物和有机质碳氮分解机制示意图

结果表明(图1):土壤表层和深层的微生物多样性、结构和组成差异明显,表明从土壤表层到土壤深层存在明显的环境过滤;土壤微生物多样性在放牧后增加,细菌多样性对放牧的响应比真菌更为明显,因为土壤深层真菌对放牧的响应不再显著;不论土壤表层或深层,放牧均显著改变细菌、真菌微生物的群落组成和结构;土壤表层和深层的碳矿化均在放牧后显著降低,但是土壤表层碳矿化主要受到放牧后土壤物理性质以及微生物多样性变化的影响,而土壤深层碳矿化与放牧后植物生物量地上-地下配比密切相关;氮矿化速率在土壤深层没有对放牧响应,但是表层的氮矿化速率在放牧后显著降低,并与土壤物理性质和植物地下生物量密切相关。以上区域尺度证据揭示了人类活动干扰对干旱区的强烈影响不仅仅停留在土壤表层而且能抵达至土壤深层,这也警示我们对脆弱陆地生态系统的保护和恢复同样需要关注深层土壤。

上述成果于2022年3月8日以题为《区域尺度长期放牧对土壤微生物及其功能的强烈影响能抵达土壤深层》(Long-term regional evidence of the effects of livestock grazing on soil microbial community structure and functions in surface and deep soil layers)发表于国际土壤学知名期刊《Soil Biology and Biochemistry》(一区,JCR土壤科学排名第一,IF5-year= 8.31)。生物与制药学院生态系统生态学研究团队陈迪马教授为论文通讯作者和共同第一作者,客座博士研究生吴颖为论文第一作者,中国科学院植物研究所白永飞研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金以及三峡大学拔尖人才等项目资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2022.108629


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