中国科学院战略性先导科技专项(B类)

土壤-微生物系统功能及其调控

动态 - 南京土壤所在华北平原麦田土壤微生物群落构建研究取得进展

南京土壤所在华北平原麦田土壤微生物群落构建研究取得进展

 生物群落如何构建是生态学中的核心问题之一,生态学家对植物的群落构建过程已经进行了大量研究,然而在微生物群落构建方面的研究则相对滞后。当前,土壤微生物生物地理学主要关注微生物的空间分布格局及其驱动因子,而对不同空间尺度下微生物的群落构建过程研究较少。

基于此,南京土壤研究所褚海燕课题组于201411月在华北平原麦田采集了243份土壤样品,样点之间跨度最大为1092公里。利用高通量测序与生物信息分析技术,研究了土壤细菌的群落组成、多样性及其空间分布,并利用群落构建分析方法(βNTI)和空间尺度分析方法(PCNM)解析了华北平原土壤细菌在不同空间尺度下的群落构建过程;同时,比较了自然生态系统(青藏高原)与农田生态系统(华北平原)土壤细菌的群落构建过程的异同。结果表明,华北平原麦田土壤细菌群落构建在空间距离大于900km时以确定性过程为主,而150-900km 范围内以随机性过程为主;而青藏高原土壤细菌的群落构建在130-1200 km范围内以确定性过程为主;表明了农田与自然生态系统土壤微生物群落构建的不同,并都具有尺度依赖性。主要原因是:华北平原是高强度利用的农田生态系统,作物种植管理模式相似,环境差异相对较小;青藏高原地理隔离效应明显,生境变化快,因此在较小的空间范围内细菌群落构建就表现出较强的确定性过程。本研究首次在不同空间尺度下研究了华北平原土壤微生物的群落构建模式,该结果为从土壤微生物学角度评估区域尺度下我国农田土壤的农学及生态学效应提供了科学依据。

该文发表在国际知名期刊Microbiome 上。

华北平原(左)与青藏高原(右)土壤细菌的在不同空间尺度下的群落构建

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