海螺沟冰川退缩区土壤磷循环的微生物作用机制
编号:2372
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更新:2024-04-12 12:11:09 浏览:857次
口头报告
摘要
全球气候变暖加剧冰川退缩,在世界范围的高山地区形成了新型生态系统。磷作为生物代谢的必需营养物质,对早期生态系统演替和发育至关重要,可能直接影响生态演替的速度和方向。微生物是土壤磷循环的核心驱动力,目前尚不清楚富磷地质背景区原生演替过程中土壤微生物如何调控磷循环过程。本研究依托贡嘎山海螺沟冰川退缩区的天然平台,采用扩增子测序和功能基因芯片等分子生物学手段,探究了富磷地质背景区土壤微生物对磷循环的影响机制。我们发现:(1)冰川退缩后植被演替和土壤发育过程中土壤无机磷的消耗和有机磷的积累同步发生,土壤磷库从以无机磷为主转变为以有机磷为主;(2)原生演替过程中,土壤细菌群落多样性先增加后降低而共现网络的复杂度和稳定性均降低,土壤细菌介导有机磷矿化的基因丰度始终最高;(3)原生演替过程中优势植被和林下凋落物类型的变化显著促进了土壤真菌群落结构和功能的变化:土壤真菌群落多样性降低,共生营养型真菌特别是外生菌根真菌的相对丰度较高;(4)原生演替过程中土壤磷库的显著变化受到微生物群落结构和功能的共同调控:细菌群落结构直接影响土壤中磷的转化,而整个演替序列上细菌参与有机磷矿化的高功能潜力是为了碳而不是磷,土壤特定真菌类群(如共生营养型真菌)显著影响土壤磷周转。在富磷地质背景区,土壤细菌群落介导的有机磷矿化过程是生物矿化过程,细菌对含磷有机物质的矿化是为了满足碳的需求。演替早期丰富和功能性的细菌类群刺激了土壤磷循环,而演替后期真菌很可能通过菌根共生关系提高土壤磷供应。综上,我们的发现强调了富磷地质背景区土壤细菌群落在磷周转的巨大潜力,这促进了演替早期土壤磷在植物-土壤系统的迁移和转化,而土壤真菌群落得益于在顽固有机物质分解的优势以及菌根共生关系,在演替后期土壤磷循环中发挥关键作用。
关键词
磷循环;冰川退缩区;微生物群落;磷循环功能基因;原生演替
稿件作者
王雨涵
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所;武汉理工大学资源与环境工程学院
邴海健
中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所
方临川
武汉理工大学资源与环境工程学院
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