资源区划所揭示不同放牧强度影响草甸草原土壤生产力的微生物学机制

作者：呼伦贝尔站  更新时间：2020-01-06

        中国农业科学院农业资源与农业区划研究所微生物资源收集保藏与发掘利用团队和草地生态遥感团队最新研究揭示了不同放牧强度影响草甸草原土壤生产力的微生物学机制，为指导合理调节我国温带草原放牧强度、防止草原退化提供了理论依据。相关研究成果日前在Microbiome （JCR微生物学1区Top期刊，影响因子9.133）上在线发表（题目为《Grazing-induced microbiome alterations drive soil organic carbon turnover and productivity in meadow steppe》）。

 

  放牧是草原生物多样性和生产力的主要调节因素，这种调节作用主要通过“自上而下”（植物→土壤→微生物）再“自下而上”（微生物→土壤→植物）的影响作用形成。放牧会显著影响草地土壤微生物群落。然而，放牧对地下的菌群组成和代谢过程的影响及对土壤生产力的驱动机制还缺乏较全面的研究。本研究基于呼伦贝尔国家野外观测研究站长期控制放牧实验平台，开展不同强度的放牧观测试验，揭示了不同放牧强度对草地土壤微生物群落组成和活性的影响，进而驱动土壤有机碳周转和土壤生产力变化，阐明了微生物群落对土壤生产力的驱动机制。

        研究团队利用土壤学和微生物组学研究手段发现：放牧能显著影响草甸草原土壤微生物群落和生态系统功能，在轻度放牧强度下土壤微生物α多样性最高，而在中度放牧强度下土壤微生物β多样性最高。放牧使土壤微生物从以慢速生长的微生物类群主导、以真菌食物网为主（主要利用难降解有机碳）的微生物群落向以快速生长的微生物类群主导、以细菌食物网为主（主要利用易降解有机碳）的微生物群落演变。同时，土壤细菌的群落稳定性和活性稳定性与细菌α多样性显著相关，但真菌群落及其相关活性的稳定性并非如此。最后，本研究表明草地土壤生产力与微生物α多样性显著相关，而与土壤有机碳周转速率关系不明显。该研究强调了土壤微生物α多样性在指示草甸草原生态系统功能中具有重要的积极作用。
       本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目及中国农业科学院创新工程资助。微生物资源收集保藏与发掘利用团队张瑞福研究员和草地生态遥感团队辛晓平研究员是该文章共同通讯作者。张瑞福研究员团队荀卫兵博士后是该文章第一作者。