人類活動(dòng)和氣候變化導(dǎo)致草原生態(tài)系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)不同程度的退化。植物與土壤生物之間的互作在退化系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,土壤微食物網(wǎng)是植物-土壤反饋的重要驅(qū)動(dòng)者,能夠調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程,但其在退化草地近自然恢復(fù)方面的生物學(xué)機(jī)制尚不明確。
基于此,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所研究團(tuán)隊(duì),依托額爾古納森林草原過(guò)渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站,采用土壤接種的方法,探討了不同劑量和不同類型土壤接種對(duì)退化草地植物、土壤生物及生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)的影響。研究發(fā)現(xiàn),接種草甸草原和林草交錯(cuò)帶的土壤通過(guò)引入有利于退化草地恢復(fù)的關(guān)鍵土壤生物,促進(jìn)了退化草地生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復(fù)。
土壤接種后顯著提高了生態(tài)系統(tǒng)的多功能性,且土壤接種劑量的增加促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)功能的提升,對(duì)比荷蘭的土壤接種試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了一致的結(jié)果。其中,真菌群落的變化是生態(tài)系統(tǒng)多功能性變化的主要預(yù)測(cè)因子。上述研究揭示了土壤生物介導(dǎo)的植物-土壤反饋在退化草地恢復(fù)中的作用機(jī)制,對(duì)于優(yōu)化退化草地近自然恢復(fù)措施,實(shí)現(xiàn)退化草地可持續(xù)利用具有重要意義。
研究成果以Soil inoculum identity and rate jointly steer microbiomes and plant communities in the field和Soil addition improves multifunctionality of degraded grasslands through increasing fungal richness and network complexity為題,分別發(fā)表在《國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)學(xué)會(huì)通訊》(ISME Communications)和《國(guó)際土壤科學(xué)》(Geoderma)上?;谕嘶莸氐难芯拷Y(jié)果,參與制定了1項(xiàng)土壤健康方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/Z 41358-2022)。

圖1土壤接種對(duì)退化草地土壤生物和植物群落的影響

圖2 土壤生物和非生物因素對(duì)退化草地生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響

圖3 土壤接種對(duì)不同區(qū)域退化生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響
論文鏈接:
1. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2023.116607
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2. https://doi.org/10.1038/s43705-022-00144-1




