近日,林學(xué)院森林土壤學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在暖溫帶山地森林土壤細(xì)菌群落空間分布格局和群落構(gòu)建機(jī)制方面取得新進(jìn)展,研究成果以“Depth effects on bacterial community altitudinal patterns and assembly processes in the warm-temperate montane forests of China”為題,發(fā)表在Science of The Total Environment(一區(qū),IF=9.8)期刊。
土壤細(xì)菌群落在森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換、能量流動(dòng)和生物地球化學(xué)循環(huán)等過程中扮演重要角色,對(duì)維持森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性方面起著重要作用。此外,研究細(xì)菌群落的生物地理分布模式對(duì)于深入理解山地生態(tài)系統(tǒng)功能及其調(diào)控機(jī)制具有重要意義。基于這一背景,森林土壤學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以北京市東靈山為試驗(yàn)樣地,系統(tǒng)研究了土壤深度對(duì)中國(guó)暖溫帶山地森林細(xì)菌群落海拔模式和組裝過程的影響。

圖1. 研究樣點(diǎn)(左)及研究結(jié)果概念模型(右)
結(jié)果表明,表層土壤中的細(xì)菌多樣性和群落結(jié)構(gòu)均具有明顯的海拔依賴性。相反,底層土壤細(xì)菌群落分布模式則表現(xiàn)出海拔獨(dú)立性。通過對(duì)比表層和底層土壤的細(xì)菌群落共生網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn),底土細(xì)菌群落的類群-類群相互作用的復(fù)雜性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)明顯增加。與底層土壤相比,表層土壤對(duì)環(huán)境擾動(dòng)表現(xiàn)出更高的敏感性,導(dǎo)致群落的網(wǎng)絡(luò)模塊化程度增加,正相關(guān)關(guān)系增多。此外,利用零模型和中性模型分析細(xì)菌群落構(gòu)建機(jī)制表明,不同深度的細(xì)菌群落受確定性和隨機(jī)性過程的共同影響,隨機(jī)性(均質(zhì)分散和無主導(dǎo)性)隨著土壤深度的增加而降低,確定性(異質(zhì)選擇)則隨著土壤深度的增加而增加,表明深度轉(zhuǎn)變了細(xì)菌群落的群落構(gòu)建機(jī)制。

圖2. 基于零模型的βNTI(a)和群落組裝過程的百分比(b)及表層(c)和底層(f)土壤的中性群落模型擬合
該項(xiàng)工作由科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)資助(No.2021FY100802)。林學(xué)院博士研究生何麗兵為第一作者,孫向陽教授和李素艷教授為通訊作者,北京林業(yè)大學(xué)為文章唯一完成單位。