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沈阳生态所揭示氮沉降对土壤微生物多样性影响

添加时间:2018/04/06

  氮沉降是目前全球变化的重要影响因素之一,有研究预测在未来的几十年内陆地表面的活性氮沉降量会不断的增加。通过野外和室内模拟氮沉降等手段,当前研究对氮沉降增加后陆地生态系统的养分循环、植物生产力、植物多样性以及微生物生物量的变化有了一定认识。近年来,随着微生物测序技术和仪器的不断发展,测定土壤微生物的多样性变得更加高效、经济,为在全球范围内研究氮沉降对微生物多样性的影响提供可能性。

  氮沉降对植物的生产力的影响与植物多样性的变化有显著关系,那么氮沉降对微生物生物量的影响是否与微生物多样性的改变存在关系呢?基于此,中国科学院沈阳应用生态研究所生物地球化学组王超及其合作者整理了包括171个Shannon指数和102个Chao1指数在内的全球198个施氮模拟实验样点的土壤微生物多样性数据,分析了氮添加后细菌和真菌多样性的变化及与微生物生物量变化的关系。

  研究发现,氮增加显著降低了细菌和真菌的Shannon和Chao1指数;氮增加显著降低了酸杆菌门(Acidobacteria)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)微生物的相对多样性;氮增加情况下,土壤微生物生物量的降低与多样性的降低呈现显著正相关性;氮增加情况下,土壤养分变化是影响微生物多样性变化的主要因素,而非pH值的变化。该研究揭示了氮沉降增加使微生物生物量降低的根本原因,为全面理解氮沉降对陆地植物-土壤-微生物间养分循环及生态系统功能的影响提供了理论支持。

  相关研究成果以Decreasing soil microbial diversity is associated with decreasing microbial biomass under nitrogen addition为题,发表在土壤学期刊Soil Biology and Biochemistry上,博士王超、刘冬伟为该论文共同第一作者,研究员白娥为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院前沿科学重点研究项目、中科院青年创新促进会的资助。

  论文链接

  

  图1.氮增加对土壤细菌和真菌Shannon指数和Chao1指数的影响

  

  图2.氮增加对土壤细菌和真菌门水平物种相对多样性的影响

  

  图3.氮增加对土壤微生物多样性的改变与微生物生物量改变的关系

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