中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所國家農(nóng)業(yè)微生物鄂爾多斯觀測實(shí)驗(yàn)站科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了土壤微生物群落在沙地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中發(fā)揮著重要作用。相關(guān)研究近日發(fā)表于國際知名期刊《土壤退化與發(fā)展》（Land Degradation & Development）。

圖1 油蒿群落3個(gè)演替階段（a）與各演替階段下兩種斑塊類型的取樣設(shè)置（b）

荒漠化是氣候變化和干旱地區(qū)人類活動(dòng)造成的世界性問題。近年來，由于氣候變化及人類活動(dòng)的影響，半干旱區(qū)沙漠化問題日趨嚴(yán)重，成為備受關(guān)注的全球性問題。土壤微生物作為地下生物群落的重要組成部分，不僅可以改善沙化土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分水平，還能調(diào)控植物的生長和種內(nèi)種間關(guān)系，在沙地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)中發(fā)揮著重要作用。

圖2 植物群落演替和斑塊類型對(duì)土壤細(xì)菌（a）和土壤真菌（b）群落多樣性的SEM分析

科研團(tuán)隊(duì)在庫布齊沙漠東緣自然演替植物群落開展系統(tǒng)研究，揭示了沙地生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物群落對(duì)植物群落演替和植物斑塊類型的響應(yīng)機(jī)制。評(píng)估了灌木斑塊（以油蒿為主）和草地斑塊對(duì)庫布齊沙漠沙丘生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)演替階段（流動(dòng)沙丘、半流動(dòng)沙丘和固定沙丘）土壤微生物群落多樣性、土壤環(huán)境和土壤基質(zhì)的影響。

圖3 國家農(nóng)業(yè)微生物鄂爾多斯觀測實(shí)驗(yàn)站試驗(yàn)區(qū)及取樣

科研團(tuán)隊(duì)通過研究發(fā)現(xiàn)，以Shannon指數(shù)和OTU豐富度所指示的土壤微生物α多樣性受植物斑塊類型的影響較小，但隨著演替階段而顯著增加，這主要與土壤有機(jī)碳密切相關(guān)；土壤微生物β多樣性對(duì)演替階段和植物斑塊類型產(chǎn)生強(qiáng)烈響應(yīng)，土壤細(xì)菌β多樣性的變化主要與土壤有機(jī)碳相關(guān)，土壤真菌β多樣性的變化主要與土壤有機(jī)碳和土壤pH相關(guān)；微生物OTU豐富度對(duì)演替階段的響應(yīng)比Shannon指數(shù)更強(qiáng)烈，表明微生物OTU豐富度可作為沙地植被演替狀態(tài)的指標(biāo)；在三個(gè)演替階段，灌木斑塊和草本植物斑塊之間微生物β多樣性的一致性差異表明，灌木顯著增加了沙地生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物群落多樣性。該研究結(jié)果表明自然演替下土壤微生物群落對(duì)沙地生態(tài)系統(tǒng)植物群落演替和植物斑塊類型的響應(yīng)機(jī)制，不僅是對(duì)現(xiàn)有沙地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)理論的有力補(bǔ)充，而且對(duì)沙地治理修復(fù)技術(shù)的研發(fā)與運(yùn)用具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。

該研究得到內(nèi)蒙古科技計(jì)劃、國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ldr.4194