来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2023/3/17 10:28:54
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SEL | 前沿研究:凋落叶原位分解过程中分解阶段和气象因素对微生物群落的影响

论文标题:Decay stages and meteorological factors affect microbial community during leaf litter in situ decomposition(凋落叶原位分解过程中分解阶段和气象因素对微生物群落的影响)

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Haixin Zhang, Yimei Huang, Shaoshan An, Quanchao Zeng, Baorong Wang, Xuejuan Bai, Qian Huang

发表时间:09 Oct 2022

DOI:10.1007/s42832-022-0160-4

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本研究根据气象因素的动态变化趋势,在暖温带森林中展开为期一年的辽东栎凋落叶野外原位分解试验,并分析比较四个分解阶段的微生物群落组成特征。结果表明,细菌群落组成受凋落叶理化性质和气象因子显著影响,而真菌群落组成受凋落叶理化性质的影响较大。此外,微生物多样性和分解阶段直接驱动凋落叶的质量损失,气象因素(降水量、相对湿度、气温和日照强度)是间接影响因素。

凋落物分解影响养分循环、植物生产力、物种组成和陆地碳平衡等关键生物地球化学过程。凋落物微生物在森林生态系统的生物分解中起着至关重要的作用。然而,在凋落叶原位分解过程中,气象因素和凋落叶理化性质变化对微生物群落的耦合作用尚不清楚。

本研究根据季节性气象因子动态特征,在暖温带森林中展开为期一年的辽东栎凋落叶野外原位分解试验并分析比较四个不同分解阶段的微生物群落组成。结果表明:细菌(6.6)和真菌(3.6)香农指数在凋落叶分解125天后达到最大值。凋落叶分解342天后,随着有机碳含量的显著降低,富营养型细菌相对丰度降低,寡营养细菌相对丰度增加。分解342天后的酸杆菌(Acidobacteria)和125天后的拟杆菌(Bacteroidetes)相对丰度分别是分解第31天的3倍和24倍。由于凋落叶底物或气象因素的变化,一些非优势物种在不同的分解阶段会缺失。优势细菌功能类群有化能异养(chemoheterotrophy)和好氧化能异养(aerobic-chemoheterotrophy)菌群,而真菌功能类群主要划分为腐生菌(saprotrophs)、病原体菌(pathotrophs)和共生营养菌(symbiotrophs)。降水量和相对湿度显著影响细菌群落。温度、日照强度和净辐射显著影响真菌群落。在细菌和真菌群落结构变化的相对贡献中,凋落叶理化性质单独解释了5.51%和10.63%的变化。此外,在气象因素的驱动下,凋落叶的质量损失主要归因于分解阶段及其微生物多样性的变化。研究结果强调了微生物多样性对凋落叶分解的重要性以及气象因素的影响作用。

作者及团队介绍

张海鑫(第一作者),西北农林科技大学2020级博士研究生,研究方向为生态环境工程。

黄懿梅(通讯作者),博士,教授,博士生导师,西北农林科技大学资源环境学院。研究方向为生态环境工程、固体废物处理与资源化等。主持国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究子课题等科研项目13项,以第一作者/通讯作者发表论文70余篇,相关研究成果发表在Soil Biology and Biochemistry,Journal of Hazardous Materials,Environmental Pollution, Science of The Total Environment等期刊上。

安韶山(通讯作者),博士,研究员,博士生导师,西北农林科技大学水土保持研究所,中国科学院水利部水土保持研究所。研究方向为土壤生态学,植被和土壤的相互作用,水土保持效益与评价,有机碳形成/稳定机制等。主持国家自然科学基金多项,以第一作者/通讯作者发表论文百篇,相关研究成果发表在Soil Biology and Biochemistry,Science of The Total Environment,Biology and Fertility of Soils, Geoderma, Catena, Ecological Indicators等国际期刊上。

SEL虚拟专辑文章合集

土壤生物地球化学循环

1. 施氮和生物炭添加对土壤无机碳源CO2排放的影响

2. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

3. 土壤微生物碳利用效率对气候变暖的响应

4. 长期增温对青藏高原土壤生态酶活性及初始微生物养分限制无影响

5. 氮添加对白羊草地群落中不同功能物种植物-土壤-微生物化学计量特征的影响

6. 土壤磷决定了退耕还林过程丰富和稀有细菌群落的独特构建策略

7. 不同施肥对稻田土壤氧氨氧化活性、丰度及群落组成的影响

8. 土壤总氮矿化的根际效应:整合分析

9. 水稻生育期二氧化碳升高和氮肥施用对收获后土壤团聚体中根际沉积碳去向的影响

土壤微生物生态学

1. 有机肥和化肥配施利于砂姜黑土氮循环微生物群落的稳定

2. 相比化肥或有机肥单施,有机-无机配施建立了更稳定的土壤和根际微生物网络

3. 重新认识菌根:菌根真的如普遍认为的那样重要吗?

4. 土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异

5. 一平方米的土壤中生活着多少种细菌和古菌?

6. 土壤颗粒和水分相关因子驱动了锡林河流域河床-河漫滩-阶地连续体细菌群落的分异

7. 长期秸秆还田影响土壤细菌群落与硅形态相互转化的关系及提高水稻产量

8. 间作系统中丛枝菌根真菌的作用与变化

9. 细菌和真核生物群落的相互作用可能对对虾养殖池塘土壤生态系统的贡献

10. 不同农艺措施对根际和根区土壤细菌群落的影响

11. 植物通过根系分泌物招募假单孢菌协助抵抗地上部病原菌侵染

土壤污染与修复

1. 微塑料对水稻根际碳氮磷水解酶活性及其空间分布的影响

2. 黄土高原土壤微生物介导的酶促进了采后复垦人工林的次生演替

3. 结合宏基因组学评估消毒剂使用对土壤微生态的潜在风险

4. 新型生物炭物理结构和化学组成变化对水溶液中铜的吸附影响和机理研究

5. 重金属污染增加土壤微生物碳限制:来自生态酶化学计量学的证据

6. 两种水稻根系Cd胁迫响应的表型和代谢组学分析

7. 改性粉煤灰对Cd和Pb污染土壤的修复

8. 有机磷系阻燃剂在土壤-植物体系中的环境行为和生态效应

9. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

10. 重金属污染土壤热固化修复再利用生态风险和人体健康风险评价方法体系构建

土壤动物及其生态功能

1. 数据库和引物的选择对长白山不同植被土壤线虫群落组成的影响

2. 在微田间实验中施肥和杂草物种丰富度对土壤线虫群落影响

3. 植物资源输入对土壤线虫能量通量的影响受气候和植物资源类型的影响

4. 黑土农田区域和局域尺度蜘蛛、甲虫和蚂蚁的beta多样性分析

5. 纳米银在土壤动物食物链中积累和转移的潜在风险及对N元素传递的影响

6. 蚯蚓在长期免耕土壤中促进了根系来源碳向土壤大团聚体的累积

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办,SpringerNature海外发行。报道领域包括:土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于:letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

出版模式

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