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增温森林生态系统土壤微生物组装过程差异获揭示

  增温森林生态系统土壤微生物组装过程差异获揭示。 在国家自然科学基金、广东省重点研发计划及博士后基金的资助下,中科院华南植物园科研人员研究揭示了增温下森林生态系统土壤微生物组装过程差异。相关研究近日发表于《全球变化生物学》(Global Change Biology)。鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称鼎湖山站)博士后周曙仡聃为该论文第一作者,刘菊秀研究员为通讯作者。

  气候变化会影响热带森林生态系统土壤微生物群落组装的过程。然而土壤微生物群落对增温的响应及适应过程与机理尚不明确,对未来气候变暖下土壤微生物群落结构的预测带来新的挑战。

  在该项工作中,科研人员依托鼎湖山站的野外模拟增温实验平台(2012年开始运行),分析了2018-2020连续三年增温下土壤细菌与真菌群落结构与组装过程。结果表明,在增温6年后,土壤微生物网络结构更为复杂、网络关键节点的数量随温度升高而增加;土壤细菌与真菌群落结构在干季与湿季均发生显著变化;与真菌不同,相同增温处理下细菌群落结构在连续三年采样中仍有显著变化;随机森林结果表明,真菌群落对增温的预测准确度比细菌更高,这些差异可能是由于细菌与真菌不同的群落组装过程有关。

  进一步研究表明,细菌与真菌群落组装分别由随机过程及确定性过程主导。尽管随机过程是细菌群落组成的驱动因素,增温2.1℃导致细菌的组成受到确定性过程的影响。通过构建结构方程模型,评估了温度、土壤养分及土壤含水率对细菌与真菌群落结构组成的影响。结果表明,增温是影响土壤微生物群落结构的主要因素。在干季中,增温对微生物群落结构有显著正影响(发散)。而湿季增温则导致微生物群落结构收敛。尽管在发散和收敛的过程中,土壤微生物组合可能存在季节性变化。然而,科研人员发现,总体而言,微生物群落结构趋于发散,即与空白对照有显著差异。

  该研究增温下森林生态系统土壤微生物群落的演替过程,将有助于利用微生物预测气候变暖各阶段以及预测微生物生态功能的演变方向,为完善微生物参与生态系统养分循环过程提供理论依据。(来源:中国科学报 朱汉斌 周飞)

  相关论文信息:https://doi.org/10.1111/gcb.16541

  作者:周曙仡聃等 来源:《全球变化生物学》

分类标签: 科学进展 森林 生态系统 微生物

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