人类冶炼活动对微生物介导的土壤碳循环影响研究
编号:580
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更新:2023-04-25 20:00:39
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张贴报告
摘要
土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库,即使土壤有机碳的稳定性和生物有效性发生微小变化,也会改变大气中的二氧化碳(CO2)浓度并进一步影响全球气候。因此,在全球变暖愈演愈烈的今天,探究土壤有机碳的生物地球化学过程及其周转具有重要意义。其中微生物在调节土壤生态系统功能如养分循环、有机质分解、土壤结构维持、温室气体产生和环境污染物净化中起着重要作用,是生物地球化学循环特别是碳循环过程的主要驱动者,对土壤有机碳的周转具有决定性的作用,但是,人类活动引起的土地使用类型以及土壤环境条件的改变有可能通过影响土壤微生物丰度和种群,继而影响土壤有机碳周转。然而,目前相关研究非常有限。作为人类活动对地球表层系统影响的代表,有色金属冶炼在向环境中释放重金属的同时,大量酸碱废液的排放往往也会对土壤pH值产生长期影响。为了研究人类冶炼活动带来的土壤环境条件变化在微生物介导的土壤有机碳周转方面的影响,本研究聚焦湖南株洲位于湘江边一历史有色金属冶炼场地,研究对象为冶炼场地周边具有特征pH变化的钻孔土壤。通过XRD和Micro-FTIR等手段,我们发现土壤中碳酸盐矿物(如方解石)含量随土壤pH值升高而显著增加。通过宏基因组学的研究发现随土壤碱性增强,土壤中微生物的物种多样性总体降低,微生物物种组成由放线菌门(Actinobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi)向变形菌门(Proteobacteria)转变,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)的伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)成为优势菌属,前人研究发现伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)具有在极端环境下利用有机物生存的能力。此外我们还对土壤有机/无机碳含量及同位素进行了测定,研究发现碱性更高的钻孔土壤的无机碳δ13C较其他钻孔偏负,表明其具有更高的有机碳分解量。总体来说,我们的研究初步表明人类冶炼活动对土壤理化性质的影响显著改变了土壤中微生物群落的丰度与结构,进而对土壤碳循环通量产生影响。因此,我们认为探究土壤微生物对于土壤碳周转的作用对于深入了解自然环境与人类活动耦合作用下土壤碳转化的作用规律具有重要意义。
稿件作者
李絮
中国地质大学(武汉)地球科学学院
温俊伟
中国地质大学(武汉)地球科学学院
胡楠楠
中国地质大学(武汉)地球科学学院
余茜倩
中国地质大学(武汉)
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