科研進(jìn)展
土壤酸化通過(guò)解耦土壤微生物破壞陸地生態(tài)系統穩定性研究獲新進(jìn)展
土壤微生物多樣性與陸地生態(tài)系統穩定性間的關(guān)系是生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，破解二者關(guān)系對于生物多樣性保護至關(guān)重要。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院李玉強研究員團隊，沿我國6個(gè)典型陸地生態(tài)系統建立了總長(cháng)4300公里的跨緯度樣帶，設置了207個(gè)采樣點(diǎn)，采集0-20厘米的表層土壤樣品，并基于高通量基因測序技術(shù)與機器學(xué)習模型，分析了我國陸地生態(tài)系統細菌與真核生物群落的β-多樣性變化和地理分布特征。
研究發(fā)現，土壤pH值作為氣候與土壤條件的綜合代理變量，主導著(zhù)研究區土壤微生物群落呈現經(jīng)典的“距離-衰減”關(guān)系，即群落相似性隨地理距離增加而降低。研究表明，土壤酸化（pH值降低）可能導致細菌與真核生物群落的β-多樣性分異趨勢加速。當土壤pH值降低時(shí)，細菌的β-多樣性顯著(zhù)下降，呈現“收斂”特征；而真核生物的β-多樣性升高，呈現“發(fā)散”特征。這種“此消彼長(cháng)”的現象表明，土壤酸化可能打破兩類(lèi)微生物原有平衡關(guān)系。
研究進(jìn)一步發(fā)現，隨著(zhù)土壤酸化程度加深，細菌-真核生物的資源競爭加劇，優(yōu)勢菌群及群落組成發(fā)生重構。鑒于氣候變化及人為因素導致的土壤酸化持續加劇，可能導致細菌與真核生物進(jìn)一步解耦，削弱兩者功能協(xié)同性，威脅陸地生態(tài)系統穩定性。未來(lái)應建立基于土壤pH值動(dòng)態(tài)的微生物多樣性預警體系，并將跨生態(tài)系統微生物互作機制納入全球變化模型，從而更精準地預測陸地生態(tài)系統的響應。
研究成果以Soil Acidification Destabilizes Terrestrial Ecosystems via Decoupling Soil Microbiome為題發(fā)表于國際環(huán)境與生態(tài)學(xué)權威期刊Global Change Biology上。西北研究院段育龍副研究員為第一作者，李玉強研究員為通訊作者。該研究得到甘肅省科技計劃項目、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然基金面上項目和中國科學(xué)院青年促進(jìn)會(huì )人才項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.70174
本研究概念模型
