近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所微生物資源收集保藏與發掘利用團隊和草地生態遙感團隊最新研究揭示了不同放牧強度影響草甸草原土壤生產力的微生物學機制,為指導合理調節我國溫帶草原放牧強度、防止草原退化提供了理論依據,相關研究成果在線發表在《微生物學(Microbiome)》上。
放牧是草原生物多樣性和生產力的主要調節因素,這種調節作用主要通過“自上而下”(植物→土壤→微生物)再“自下而上”(微生物→土壤→植物)的影響作用形成。放牧會顯著影響草地土壤微生物群落。然而,放牧對地下的菌群組成和代謝過程的影響及對土壤生產力的驅動機制還缺乏較全面的研究。該研究利用長期封閉的草甸草原進行不同強度的放牧觀測試驗,揭示了不同放牧強度對草地土壤微生物群落組成和活性的影響,進而驅動土壤有機碳周轉和土壤生產力變化,闡明了微生物群落對土壤生產力的驅動機制。
研究團隊利用土壤學和微生物組學研究手段發現:放牧能顯著影響草甸草原土壤微生物群落和生態系統功能,在輕度放牧強度下土壤微生物α多樣性最高,而在中度放牧強度下土壤微生物β多樣性最高。放牧使土壤微生物從以慢速生長的微生物類群主導、以真菌食物網為主(主要利用難降解有機碳)的微生物群落向以快速生長的微生物類群主導、以細菌食物網為主(主要利用易降解有機碳)的微生物群落演變。同時,土壤細菌的群落穩定性和活性穩定性與細菌α多樣性顯著相關,但真菌群落及其相關活性的穩定性并非如此。最后,該研究表明草地土壤生產力與微生物α多樣性顯著相關,而與土壤有機碳周轉速率關系不明顯。該研究強調了土壤微生物α多樣性在指示草甸草原生態系統功能中具有重要的積極作用。
研究得到國家自然科學基金、國家重點研發項目及中國農科院創新工程的資助。
原文鏈接:https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-018-0544-y