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            新疆生地所等在荒漠藻結皮微生物群落響應長期氮沉降研究中獲進展

            發布時間:2022/7/5 10:07:50編輯:Ma Liang
            已有691人關注

              人為干擾下的氮氧化物排放量超過土壤生態系統的臨界負荷值,導致土壤微生物多樣性降低、土壤功能與服務及穩定性下降。與其他陸地生態系統相比,荒漠生態系統對氮沉降的響應更敏感;哪鷳B系統對氮沉降的響應基于臨界負荷研究,以往陸地生態系統的氮沉降臨界指示的研究通;谳^高水平的氮沉降速率(5.5-12.6 g N m-2yr-1),為了評估實際長期低水平的氮沉降速率對荒漠生態系統的影響,中國科學院新疆生態與地理研究所荒漠與綠洲生態國家重點實驗室研究員張元明團隊與美國楊百翰大學合作,針對低水平氮沉降在荒漠富營養化中的微生物響應機理以及臨界負荷指標開展研究,并探討了氮沉降臨界負荷對荒漠土壤碳、氮循環的影響。
              科研團隊在古爾班通古特沙漠建立了8年長期氮素添加樣地(氮素添加水平分別為0、0.3、0.5、1、1.5和3 g N m-2yr-1),分析藻結皮細菌群落、固氮菌群和真菌群落在低氮(0、0.3、0.5、1 g N m-2yr-1)和高氮(1.5和3 g N m-2yr-1)添加下的變化,以及微生物豐富度、alpha多樣性和微生物群落共生模式。研究發現,當荒漠氮沉降速率達到1.5 g N m-2yr-1的水平,藻結皮細菌群落包括固氮菌群的群落結構發生了顯著變化,而真菌群落對該氮沉降閾值響應不敏感。氮沉降速率超過1.5 g N m-2yr-1水平,細菌物種豐富度增加,綠彎菌門Chloroflexi、FBP和芽單胞菌門Gemmatimonadetes的相對豐度顯著增加;以固氮藍細菌(Nostocaceae和Scytonemataceae)主導的藻結皮細菌群落轉向以兼性固氮菌(Bradyrhizobiaceae)為主導的細菌群落。部分共生真菌類群如Lecanorales、Pleosporales和Verrucariales的相對豐度增加或減少,與不同真菌類群氮素形態利用的偏好有關。此外,在高水平的氮沉降情況下,藻結皮微生物物種相互關聯性(interconnectedness)喪失,然而,高水平氮沉降土壤中豐度顯著降低的固氮藍細菌是群落網絡中的關鍵關聯菌群,表明固氮潛力較低的情況下,生物結皮中的固氮藍細菌仍可能對其他細菌產生一定的影響。此外,研究顯示,1.5 g N m-2yr-1氮沉降閾值促使藻結皮微生物群落偏向利用無機氮和其他碳源,而不依賴光營養及藍細菌固定的碳和氮。因此,即使低水平的緩慢長期氮沉降,仍然能夠顯著改變生物結皮的群落和功能,其氮沉降閾值響應特征有助于科學家準確預測受氮沉降影響的荒漠區域,以及規劃區域管理措施。
              相關研究成果以Biocrust diazotrophs and bacteria rather than fungi are sensitive to chronic low N deposition為題,發表在Environmental Microbiology上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院“西部之光”人才培養計劃和新疆高層次人才引進項目的支持。
             

            微信號:ayiwangapp17

            (來源: 新疆生態與地理研究所 )

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