贺兰山不同植被类型土壤微生物呼吸及微生物多样性对全球气候变化的响应
批准号:
32060280
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
刘秉儒
依托单位:
学科分类:
全球变化生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘秉儒
中文摘要
全球气候变化已成为最受关注的热点议题,但其对高山土壤微生物多样性的影响以及微生物呼吸的热适应性机制尚不明确。本项目将基于贺兰山干旱山地森林生态系统温度梯度带的土壤置换试验,运用生态代谢理论,研究气候变暖(土壤下移)和气候变冷(土壤上移)条件下土壤微生物呼吸与群落结构变化特征,建立功能基因与土壤微生物呼吸强度的定量关系,探讨不同海拔土壤微生物多样性分布格局与复杂的环境之间的关系,揭示土壤微生物群落演替及功能基因组对气候条件变化的响应机制,从而为干旱风沙区高山土壤微生物功能多样性对气候变化的响应提供理论依据。
英文摘要
Global climate change has become the most concerned hot topic, but its impact on the microbial diversity of Alpine soil and the thermal adaptation mechanism of microbial respiration are not clear. Based on the experiment of soil replacement in the temperature gradient zone of forest ecosystem in the arid mountainous area of Helan Mountains, this project will use the theory of ecological metabolism to study the characteristics of soil microbial respiration and community structure change under the conditions of climate warming (soil moving down) and climate cooling (soil moving up), establish the quantitative relationship between functional genes and soil microbial respiration intensity, and explore the soil micro life at different altitudes The relationship between the distribution pattern of soil microbial diversity and the complex environment reveals the response mechanism of soil microbial community succession and functional genome to the change of climate conditions, so as to provide a theoretical basis for the response of Alpine soil microbial functional diversity to climate change in arid and windy sand areas.
项目开展了以下研究:1)油松林、青海云杉林和榆树林等林型在不同气候下土壤温湿度、呼吸速率月动态变化特征;2)不同气候下土壤理化、酶活性及微生物量变化特征;3)不同气候下土壤微生物群落组成(PLFA);4)不同气候下土壤微生物群落的分子响应。研究结果表明:5月-9月整个观测期内,油松林、青海云杉林和榆树林土壤温度在不同气候条件下均表现为先升高再降低趋势;不同气候条件下土壤湿度在均表现为先增加后减少再增加趋势;土壤呼吸在5月-9月整个观测期表现为单峰变化趋势;油松林、青海云杉林和榆树林的土壤真菌/细菌与革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌PLFA含量的比值在不同条件下无显著性差异。细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌、放线菌和原生动物均与pH呈负相关(P<0.05)。通过对宏基因组测序结果分析,油松林、青海云杉林和榆树林土壤微生物群落相对丰度均为细菌、古生菌、真核生物和病毒,其中细菌占比较大,为96.92%98.48%。而在不同气候条件下土壤微生物群落的种类组成存在一定差异。门水平上土壤微生物群落与环境因子的相关性分析结果显示。未分类的候选罗氏菌门与可溶性有机氮、β-木糖苷酶、MBC:MBN、TN、土壤呼吸呈显著性正相关(P<0.05)。芽单胞菌门与EC呈显著负相关(P<0.05)。放线菌门与铵态氮、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、全磷和碱性磷酸酶呈显著负相关(P<0.05)。属水平上土壤微生物群落与环境因子的相关性分析显示,全磷、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、硝态氮和碱性磷酸酶与慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏菌属呈显著正相关(P<0.05);香农指数在增温和降温条件下均显著提高。而油松林和青海云杉林在不同气候条件下多样性指数差异,总体表现为气候变暖>原位培养>气候变冷。说明增温在一定程度上增加土壤微生物多样性。项目通过揭示土壤微生物群落演替及功能基因组对气候条件变化的响应机制,从而为干旱风沙区高山土壤微生物功能多样性对气候变化的响应提供理论依据。
柠条灌丛堆发育与土壤微生物的互馈过程与机制
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批准号:31860158
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘秉儒
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依托单位:
国内基金
海外基金