土地利用方式改變所造成的微生物 多樣降低是微生物群落組成“空間同質(zhì)化”現(xiàn)象，這會影響微生物群落功能的完整性，減弱土壤生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的抗干擾能力。因此，評估土地利用方式改變對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響，尤其是對生物多樣性，是當今亟待解決的重大生態(tài)環(huán)境問題。天然林轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ち滞寥牢⑸?/span> 多樣性的影響及其驅(qū)動機制尚不明確。目前，天然林轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋胤绞降难芯恐饕性趤嗰R遜熱帶森林轉(zhuǎn)變成較單一的農(nóng)田，且其對土壤微生物 多樣的影響尚存爭議，更為重要的是相關(guān)研究沒有考慮季節(jié)變異的影響。因此，研究森林轉(zhuǎn)變對土壤微生物 多樣性的影響及其季節(jié)變異特征有助于我們理解微生物對干擾響應(yīng)的時間依賴性。
有鑒于此，中國科學沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所王清奎研究團隊的博士研究生劉圣恩依托中國科學院會同森林生態(tài)實驗站開展了相關(guān)研究，分別在夏季和冬季采用嵌套采樣的方式采集了常綠闊葉林和杉木人工林表層土壤，探討森林轉(zhuǎn)變對土壤細菌和真菌 多樣性的影響及其驅(qū)動機制。結(jié)果顯示微生物群落結(jié)構(gòu)的差異隨樣點間的距離增加而變大，且微生物 多樣性對干擾的響應(yīng)具有季節(jié)變化特征，表現(xiàn)為夏季常綠闊葉林土壤中細菌和真菌的 多樣性均高于杉木人工林，而冬季相反；天然林轉(zhuǎn)變?yōu)樯寄救斯ち痔岣吡穗S機過程在局域尺度上對細菌和真菌多樣性的作用，在夏季環(huán)境過濾對真菌作用較強，而在冬季對細菌作用較強；結(jié)合理論模型和該研究結(jié)果，我們提出了森林生態(tài)系統(tǒng)表層土壤微生物次生演替過程中“隨機過程/決定性過程”變化的概念模型。
以上研究成果以Forest conversion induces seasonal variation in microbial -diversity為題發(fā)表在Environmental Microbiology 劉圣恩為第一作者，王清奎研究員為通訊作者。相關(guān)工作得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(B 類)、國家基金委項目和國家重點研發(fā)計劃等項目的支持。
圖1. 不同季節(jié)不同森林類型土壤細菌和真菌微生物 多樣性特征
圖2.隨機過程和決定性過程對細菌(a)和真菌(b) 多樣性作用的相對重要性
