研究地上-地下生物群落多樣性關(guān)系,對(duì)于我們理解生態(tài)系統(tǒng)多樣性維持機(jī)制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重要意義,因此地上-地下生物多樣性關(guān)聯(lián)成為近十年來(lái)生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。然而,以往研究大多僅僅關(guān)注地上-地下群落alpha-多樣性的關(guān)系,且局限于根際微生物和個(gè)別植被物種的聯(lián)系。由于缺少在同一樣地采集的地上和地下生物群落結(jié)構(gòu)組成信息,在群落水平上系統(tǒng)研究地上植被和土壤微生物之間alpha-多樣性和beta-多樣性的生態(tài)關(guān)聯(lián)還鮮見(jiàn)報(bào)道。
中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所李慧研究員與俄克拉荷馬大學(xué)環(huán)境基因組研究所周集中教授的科研團(tuán)隊(duì)合作,依托位于內(nèi)蒙古多倫縣野外長(zhǎng)期氮水添加草地實(shí)驗(yàn)平臺(tái),系統(tǒng)分析了地上植被和地下微生物群落的alpha-多樣性和beta-多樣性的關(guān)系。通過(guò)細(xì)菌16S rRNA基因高通量測(cè)序和功能基因芯片技術(shù)解析微生物群落結(jié)構(gòu)組成和功能基因組成。對(duì)植被群落組成的計(jì)算除了沿用傳統(tǒng)的“物種組成”,本研究還提出的“生物量組成”的概念,即涵蓋每個(gè)物種生物量的信息。研究結(jié)果表明,細(xì)菌alpha-多樣性(包括豐富度和香儂指數(shù))與植被物種豐富度和香儂指數(shù)成呈顯著正相關(guān);而功能基因alpha-多樣性僅與地上植被總生物量有弱相關(guān)關(guān)系。以16S rRNA基因數(shù)據(jù)計(jì)算的微生物beta-多樣性與地上植被“物種組成”和“生物量組成”的差異均呈顯著正相關(guān);而微生物功能基因beta-多樣性僅與植被“生物量組成”的差異相關(guān)。這表明,與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能密切相關(guān)的土壤微生物群落代謝活性,主要受地上生物量輸入到土壤中的資源差異的調(diào)控。
以上研究成果以Soil microbial beta-diversity is linked with compositional variation in aboveground plant biomass in a semi-arid grassland為題發(fā)表于Plant and Soil上(Doi: 10.1007/s11104-017-3524-2)。李慧研究員為文章的第一作者,姜勇研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2016YFC0500601、2016YFC0500702 和 2016YFC0500707), 和國(guó)家自然科學(xué)基金 (41371251 和 31370009)的支持。(土壤化學(xué)組 李慧)




