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                      高寒草地生物地球化學過程學科組揭示了高寒草地微生物群落特征對放牧強度響應及發生機制
                      2020-07-27 科技處 | 【 】【打印】【關閉

                        放牧爲青藏高原高寒草地重要利用方式,長期超載放牧是引起草地退化的主要原因。草地生態系統土壤質量是高寒草地生産力可持續利用的重要基質。健康的草地土壤具備較高的物種豐富度和生物多樣性指數、活躍的生命體和高效的內部養分循環及較好的抗外界幹擾能力。土壤微生物作爲土壤系統中各種生物進程的主要推動者,對于草地碳氮養分循環和土壤健康狀況具有重要指示作用。目前,有關長期放牧高寒草甸土壤微生物豐度及群落特征對不同放牧強度響應特征及發生機制尚不清晰。 

                        土壤細菌個體微小,代謝強烈、分裂繁殖速度快,是土壤中數量最多的微生物。該研究以不同退化程度高寒草甸生態系統爲研究對象,基于細菌16SrDNA序列測序技術,分析輕度、中度、重度和極重度放牧高寒草地土壤微生物豐度和多樣性指數與優勢種群特征。耦合土壤理化性質和植被群落特征,解析影響放牧高寒草地微生物群落特征的發生機制。結果表明:極重度放牧顯著降低高寒草地土壤微生物豐度和多樣性指數(P<0.05)。生長季高寒草地土壤微生物基因豐度最高和最低值分別爲3958 ± 1193012 ± 447 拷貝數。中度放牧強度顯著增加高寒草地生物多樣性指數(1)土壤微生物區系組成複雜、種類極多,前三種微生物綱占比約爲40.18 ± 2.09% (37.53% - 43.47%),分別爲α-變形菌綱、待定酸杆菌綱、嗜熱油菌綱(2)。中度和重度放牧高寒草地占比明显高于轻度簣D重度放牧样地。高寒草地可以鉴定到科水平微生物比重约为17.05%,未知水平達到82.95%,已知的主要科为芽单胞菌科、亚硝化单胞菌科、丛毛单胞菌科。中度和重度放牧样地芽单胞菌科数量明显高于轻度簣D重度放牧样地。基于典型相关分析发现土壤容重、pH值、铵態氮和硝態氮是影響高寒草地土壤微生物群落特征的重要因素。蒙特卡洛檢驗結果表明pH值和土壤容重爲影響高寒草地土壤微生物綱水平(P<0.001, r=0.29)和科水平(P<0.05, r=0.24)群落特征的重要因素。綜上,中等放牧利用強度有利于提升高寒草地土壤微生物豐度和多樣性 

                        研究結果于20207月以Moderate grazing increased alpine meadow soils bacterial abundance and diversity index on the Tibetan Plateau爲題發表在生態學期刊Ecology and Evolution。該研究得到了國家自然科學基金面上項目(31770532)重點基金(41730752),以及中科院西部之光西部青年學者A類項目資助。杜岩功研究員爲該論文第一作者,郭小偉高級工程師和曹廣民研究員爲通訊作者。 

                        論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.6563 

                      1 高寒草地土壤微生物豐度和多樣性指數對不同放牧強度的響應特征

                      2 不同放牧高寒草地土壤綱與科水平微生物群落特征及主要影響因素解析

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