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科研动态

祁连山高寒草甸生态系统土壤微生物群落地理分布模式研究取得进展

作者:奈曼站   更新时间:2021-09-08

生物多样性的海拔分布格局与维持机制是生物多样性与生态系统功能研究的热点领域。相比动植物多样性海拔分布格局,土壤微生物多样性海拔分布格局的研究还处在起步阶段。

青藏高原被称为地球第三极。此外,它是全球气候变化最敏感的脆弱地区之一。高寒草地(包括高寒草甸和高寒草原)是青藏高原最重要的生态系统类型之一,占其总面积的60%以上,对维持高寒生态系统生物多样性起着重要作用。近年来,针对青藏高原土壤微生物在样点和样带尺度上的时空分布格局、驱动因素、对全球变化和人类活动的响应等进行大量研究。祁连山位于青藏高原东北部的边缘,是西部地区重要的生态安全屏障,有效保护了河西走廊和青藏高原的绿洲免受腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠的侵蚀。祁连山还是母亲河黄河和我国第二大内陆河黑河的重要源头,也是中国生物多样性保护的重点区域。然而,作为青藏高原不可缺少的一部分,关于祁连山高寒草甸土壤微生物生态学的系统性研究还很少。

中国科学院西北生态环境资源研究院李玉强团队长期致力于生态脆弱区资源环境要素对生态系统演变的驱动机制研究。研究团队在海拔跨度近2000米(1936 -3896米)的祁连山北坡高寒草甸生态系统中,选取14个位点进行土壤样品采集,基于第二代高通量测序技术,结合区域气候特征和当地土壤理化性质,初步揭示了祁连山高寒草甸生态系统土壤微生物多样性和群落组成沿海拔梯度的变化规律。研究表明,祁连山高寒草甸土壤细菌和真核生物的多样性随海拔升高呈线性显著增加,而古细菌的多样性则不显著增加。细菌、古菌和真核生物群落中,不同门的多样性与总体的土壤微生物群落变化并不总是一致。土壤微生物群落组成受区域气候和土壤因子的耦合作用。最后,在祁连山土壤中,细菌比古菌或真核菌形成更多的连接,但古菌在构建该地区微生物共生网络中可能比细菌更重要。本研究为沿着海拔梯度土壤微生物多样性的形成和维持提供了深入的见解,并可能对高寒生态系统微生物对气候变化的响应具有启示意义。

该成果于2021年6月25日以Variation in soil microbial communities along an elevational gradient in alpine meadows of the Qilian Mountains, China为题在线发表于Frontiers in Microbiology期刊(IF=5.64)。中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站段育龙助理研究员为第一作者,连杰助理研究员为共同第一作者,李玉强研究员为通讯作者。该研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0305)、国家重点研发计划(2017YFA0604803)和国家自然科学基金(31971466)等项目的资助。

论文链接:doi: 10.3389/fmicb.2021.684386.


祁连山高寒草甸土壤微生物群落α多样性(Chao1指数)分析



2 Chao1指数和海拔线性回归分析的关系



3 细菌、古菌、真核生物网络图分析


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