作为生物地球化学循环的“引擎”，土壤微生物在调节土壤肥力、植物生长和气候变化等方面起到关键作用。作为土壤稳定碳库的重要组成部分，微生物残体碳占土壤有机碳的比例可达约50%以上。因此，阐明土壤微生物的群落构建机制及其残体碳的关键调控因素有助于探索土壤生态功能及其对全球变化的响应。目前，缺乏多营养级土壤生物群落构建机制以及不同土壤层次微生物残体碳分布特征的系统性观测证据。
中国科学院植物研究所杨元合研究组以青藏高原高寒草地为研究对象，基于样带调查，结合高通量测序、Null模型等手段，解析了不同营养级土壤生物群落的构建机制。研究发现，随机过程主导高寒草地土壤生物群落构建，但其重要性在不同营养级之间存在差异，即随着营养级升高，扩散限制作用减弱而生态漂变效应增强。在此基础上，研究揭示了高寒草地土壤微生物残体碳的分布及其驱动因素，发现不同层次土壤微生物残体碳的关键调控因素不同，即表层残体碳受植物碳输入和矿物保护的共同调控，而深层残体碳则主要受矿物保护的影响。该研究拓展了学术界对于土壤生物群落构建机制和微生物残体碳调控因素的认识，为提高地球系统模型对土壤生态功能的预测能力提供了依据。
相关研究成果分别发表在Global Change Biology和Environmental Microbiology上。中科院沈阳应用生态研究所与生态环境研究中心参与部分工作。研究工作得到国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究等的资助。
不同随机过程影响土壤生物群落的相对重要性
不同土层微生物残体碳的关键调控因素
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