青藏高原高寒草地土壤微生物群落及影响因子

摘要

青藏高原是我国生态安全的重要屏障,但目前青藏高原上大尺度上的微生物地理学研究还很缺乏.因此,采用高通量测序技术,在跨越2121 km的尺度上针对高寒草地不同生态系统类型研究了土壤原核生物(细菌和古菌)微生物量、多样性和群落组成的分布格局,及与气候、植物和土壤因子的关系.在高寒草甸、高寒草原、高寒灌丛和高寒荒漠中,高寒荒漠具有最低的微生物多样性,而高寒草甸具有最高的微生物量碳.高寒草地土壤微生物的多样性与大气温度而非降水显著相关,说明其在高寒条件下可能受温度而非水分控制.微生物多样性随耦合了水、热要素的干旱指数的增加而降低,解释量比单一要素更高.此外,植物功能群多样性与微生物多样性有显著的正相关关系,解释量比植物物种多样性更高.结构方程模型显示,干旱指数和年均温通过影响植物功能群多样性和地上生物量而改变土壤表层的碳氮比,从而直接或间接影响到微生物多样性.与多样性不同,土壤微生物量碳与可溶性有机碳、氨态氮、速效磷及碳氮比等土壤营养指标和植物地上生物量具有显著的相关性.这些结果意味着微生物多样性和微生物量可能有着不同的控制因子;随着未来青藏高原的'暖湿化',干旱指数的降低可能提高土壤微生物的多样性.