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我站在亚热带森林树种多样性对土壤微生物的影响及机制研究取得进展
作者: 会同杉木林站 更新时间: 2018-12-16

生物多样性与生态系统功能的关系一直是生态学研究的热点。许多研究表明植物多样性除了影响陆地生态系统地上初级生产力等生态系统功能,还会间接影响地下生物多样性及土壤生态系统过程。土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,是有机质形成与分解、养分循环及能量流动的重要驱动力。目前关于土壤微生物对植物多样性变化的响应仍存在很多问题和争议。因此,探究植物多样性对土壤微生物群落的影响及机制,对于理解植物多样性如何跨越土壤界面作用于地下微生物来实现对生态系统功能的影响具有重要意义。

草地生物多样性-生态系统功能(BEF)的控制实验研究表明互补效(complementarity effects)和选择效应(selection effects)是生物多样性影响生态系统功能的两大机制。那么,在自然森林生态系统中树种多样性对土壤微生物的影响机制主要是互补效应、选择效应还是两者都有?目前尚不清楚。基于此,本研究以亚热带次生林为研究对象,在构建的3种典型次生林固定样地(1 ha)中共选取了94个小样方(10 m*10 m)构成1-12的树种数梯度。采集有机和上层矿质土壤样品,利用高通量测序技术对土壤细菌与真菌群落多样性及组成进行了研究,并分析树种多样性对微生物多样性的影响及可能机制。研究结果表明,树种β多样性与土壤真菌或细菌的β多样性存在较强的耦合性,而微生物α多样性除有机土壤层真菌外,都与树种α多样性无显著相关性(图1)。进一步通过多元线性回归和RDA分析表明,森林群落中某些优势树种如马尾松、南酸枣、青冈和石栎等的相对比重(RBA)对微生物(细菌、真菌、外生真菌及腐生菌)的丰度或群落变化具有显著的影响(图2),而树种数(tree richness)几乎无显著影响。本研究结果发现选择效应即优势树种的作用远超互补效应即树种数的作用,是该亚热带森林树种多样性影响土壤微生物多样性及组成的主要机制。

上述研究结果近期以“Tree species identity surpassesrichness in affecting soil microbial richness and community composition in subtropical forests”为题发表于国际知名土壤学期刊《Soil Biology & Biochemistry》上,本站研究人员陈亮博士为第一作者,项文化教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、湖南省重点研发计划等项目的资助。

文章链接:Chen, L., Xiang, W., Wu, H., Ouyang, S., Zhou, B., Zeng, Y., Chen, Y., Kuzyakov, Y., 2019. Tree species identity surpasses richness in affecting soil microbial richness and community composition in subtropical forests.Soil Biology and Biochemistry, doi: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2018.12.008.

图1土壤微生物与树种α (a-d)及β (e-h)多样性的关系

 

 

图2RDA分析影响土壤微生物群落变化的显著因子


 

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