来源:Soil Ecology Letters 发布时间:2023/6/30 15:08:03
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SEL | 前沿研究:土壤细菌群落的地理分布特征(中国)及其与土地类型和土壤有机碳含量的关联

论文标题:Bacterial biogeography in China and its association to land use and soil organic carbon(土壤细菌群落的地理分布特征(中国)及其与土地类型和土壤有机碳含量的关联)

期刊:Soil Ecology Letters

作者:Tao Lu, Nuohan Xu, Chaotang Lei, Qi Zhang, Zhenyan Zhang, Liwei Sun, Feng He, Ning-Yi Zhou, Josep Peñuelas, Yong-Guan Zhu, Haifeng Qian

发表时间:06 Jun2023

DOI:10.1007/s42832-023-0172-8

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土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的碳库,在调节大气CO2浓度中起着至关重要的作用。SOC含量与土壤细菌群落之间有着复杂的联系。土壤菌群的组成同时受许多因素的影响,其中一个非常重要的因素就是地理环境(包括气候类型、纬度、土地覆盖/利用类型等)。

本研究收集了15128份中国土壤细菌样本的16S rRNA基因扩增子测序数据,并筛选出其中的6102份高质量样本进行重新分析,描绘了细菌群落的生物地理分布特征,并确定了与SOC含量相关的关键物种。通过机器学习(随机森林模型)计算,发现影响土壤细菌丰富度和群落多样性的最主要因素是土地覆盖/利用类型,其次是气候类型和纬度。将样品按不同土地类型进行分析,发现农业用地的情况比森林、草地、湿地和荒地等自然生境更为复杂。SOC含量较高的农业土壤往往伴随着较高丰度的红色杆菌属(Rubrobacter)、Terrimonas和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等细菌。

将所有样本的SOC含量与土壤细菌群落结构进行交互分析,并结合土壤pH、总钾、总氮、总磷等参数,发现SOC含量与土壤总氮含量及黄杆菌科(Xanthobacteraceae)、链霉菌属(Streptomyces)和酸杆菌(Acidobacteria)相对丰度呈正相关,而与土壤pH、土壤总磷含量和微球菌科(Micrococcaceae)相对丰度呈负相关。

本研究将土壤有机碳库与土壤细菌群落结构和土地类型结合起来,表明特定细菌可能是影响SOC含量的关键因素之一,强调了微生物对于土壤碳库调节的贡献,同时也促使我们重新思考土壤微生物在气候变化过程中发挥的作用。

作者及团队介绍

陆涛(第一作者),博士,副教授,博士生导师,浙江工业大学环境学院-环境生态安全研究团队成员,主要从事环境微生物研究。相关研究成果以第一作者/通讯作者发表于Microbiome, Environmental Microbiology, Environment International, Environmental Pollution, Journal of Agricultural and Food Chemistry等期刊,h-index=30。

钱海丰(通讯作者),博士,教授,博士生导师,浙江工业大学环境学院-环境生态安全研究团队负责人。主要从事环境生态学与环境毒理学研究。主持国家自然科学基金等项目20余项,以第一作者/通讯作者在Nature Communications,ISME Journal,Microbiome等期刊发表论文120余篇,h-index=45,总被引量6000余次。

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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. 侵蚀对中国东北黑土土壤微生物碳利用效率的影响

3. 生物炭和生物风化矿粉通过碱化土壤增强无机碳固存

4. 土壤微生物碳利用效率对气候变暖的响应

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 土壤总氮矿化的根际效应:整合分析

10. 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. 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

2. 重新认识菌根:菌根真的如普遍认为的那样重要吗?

3. 土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异

4. 一平方米的土壤中生活着多少种细菌和古菌?

5. 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

6. 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

7. 间作系统中丛枝菌根真菌的作用与变化

8. 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

9. 不同农艺措施对根际和根区土壤细菌群落的影响

10. 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. 长期覆盖农田土壤中塑料残膜的分布特征

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

6. 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

7. 两种水稻根系Cd胁迫响应的表型和代谢组学分析

8. 改性粉煤灰对Cd和Pb污染土壤的修复

9. 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

10. 性激素在水-土或沉积物体系中的吸附-解吸

11. 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

快速出版:加速审稿,以CAP模式快速发表。

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