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我校李曉娜團隊在土壤科學領域國際Top期刊上發表研究論文
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近日,我校喀斯特研究院李曉娜團隊在土壤科學領域1區Top期刊Soil Biology and Biochemistry (IF=5.795)在線發表題為“Effects of disturbance to moss biocrusts on soil nutrients, enzyme activities, and microbial communities in degraded karst landscapes in southwest China”的研究論文。該研究加深了對全球變化背景下濕潤氣候區生物土壤結皮的生態學認知,凸顯了在喀斯特退化生態區域研究和保護苔蘚結皮的重要性,併為此區域的石漠化生態修復提供了一定的理論依據。



生物土壤結皮是藻類、地衣、蘚類、微生物以及相關的其他生物體通過菌絲、假根和分泌物等與土壤表層顆粒膠結而形成的十分複雜的地表覆蓋體。作為退化或受損生態系統中重要的地表覆被物,生物土壤結皮是遏制生態系統退化的最後一道生物防線和生態系統恢復的先鋒類羣,廣泛分佈於陸地各退化生態系統,在區域乃至全球尺度上對碳和氮的生物地球化學循環、土壤特性、植被演替等都產生着重要影響。生物土壤結皮一直是乾旱、半乾旱區荒漠生態系統研究的前沿熱點,然而亞熱帶濕潤區的中國南方喀斯特退化生態系統的生物土壤結皮及其生態功能卻一直未受到重視。


 喀斯特退化生態系統中的苔蘚土壤結皮及其移除實驗


苔蘚土壤結皮是生物土壤結皮正向演替的高級階段,在保護脆弱生態系統和修復退化生態系統方面起着不可或缺的作用。由於良好的水熱條件,相較於其它土壤結皮類型,苔蘚結皮在喀斯特退化生態系統中具有最為廣泛的分佈,且正在經受着日益顯著的全球變化和人類活動所帶來的干擾。然而,干擾對苔蘚結皮的生態功能有何影響仍然未知。為此,李曉娜實驗室在前期研究的基礎上,通過野外人為移除苔蘚結皮實驗,研究了移除結皮后土壤養分、酶活性及微生物羣落等的變化。結果表明,移除苔蘚結皮一年後,土壤養分、酶活性較完整結皮均顯著降低(圖2)。移除苔蘚結皮顯著降低了土壤細菌總生物量、多樣性和豐富度,改變了細菌羣落結構,而真菌羣落未受影響(圖3);導致了細菌羣落的共現網絡複雜性急劇降低,真菌輕微降低(圖4)。總之,喀斯特退化生態系統中苔蘚結皮的破壞會引起其生態功能的大幅減弱。因此,建立有效的保護苔蘚結皮的政策和管理措施至關重要,這不僅有利於保護此類脆弱生態系統中大量未知的寶貴微生物遺傳資源,還能確保與生物土壤結皮相關的生態系統功能和服務,降低土壤退化和隨之而來的石漠化風險。


 保留和移除苔蘚結皮的土壤養分含量及酶活性差異


 保留和移除苔蘚結皮的土壤細菌和真菌羣落的定量PCR、Shannon和Chao1指數差異


 保留和移除苔蘚結皮的土壤細菌、真菌羣落的共現網絡


該研究得到貴州省世界一流學科建設計劃項目(黔教科研發[2019]125號)、國家自然科學基金項目(31960262)等的聯合資助。

論文連接://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108065

【德邦快遞香港】王玥

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