我院土壤生态学团队在亚热带森林土壤微生物功能和树种微生物组研究领域取得重要进展

发布者:孙杰发布时间:2023-03-23浏览次数:506

进展一:

树种混合被认为是解决纯林生态系统服务功能衰退的可行做法。然而,对混合树种如何影响纯林土壤中微生物分解代谢和养分限制的理解仍然有限。本研究依托福建省上杭白砂国有林场,利用微生物胞外酶化学计量理论来评估树种混合对表层土和深层土中微生物资源限制和碳利用效率的影响。向量分析和微生物资源获取率的结果表明,混合树种人工林的深层土中碳和磷的共同限制加剧,且这种限制与天然次生林的水平相当。研究还发现,与马尾松林纯林相比,混合树种人工林的土壤微生物碳利用效率较低,这暗示了微生物养分获取和碳利用效率间的权衡关系。此外,微生物资源获取和碳利用效率主要受到土壤pH和微生物生物量化学计量比的影响。本研究以微生物胞外酶的视角,为评估森林恢复模式对地下碳循环和养分矿化的影响提供新思路。


1.不同森林类型表层土和深层土中土壤胞外酶化学计量的多重比较分析


该研究成果以“Effects of multispecies restoration on soil extracellular enzyme activity stoichiometry in Pinus massoniana plantations of subtropical China”为题发表于土壤学Top期刊Soil Biology and Biochemistry。土壤生态学团队2020级硕士生吴琳芳为第一作者,周鲁宏副教授和贺纪正教授为通讯作者。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2023.108967



进展二:

探究树种微生物组多样性和群落组成对于从“植物-微生物”互作角度促进生物多样性保护和森林生产力维持等具有重要意义。依托福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站建立的同质园实验平台,以13个亚热带树种为对象,利用分子生态学和多元统计分析等研究手段,比较研究了树木叶际和根际微生物(细菌和真菌)多样性、群落组成及其影响因素。研究结果表明:树木的三个部位即叶际、根系、根际土的微生物多样性存在显著差异,其中根际土的细菌多样性最高,而真菌的多样性在叶际最高。树种特性(identity)显著影响叶际和根际土细菌和真菌多样性以及根系中真菌多样性,但对根系中细菌多样性的影响不显著。不同部位的微生物群落组成差异明显,且叶际微生物群落的变异度均显著大于根际微生物群落。叶片养分特别是总磷对于叶际微生物群落解释贡献最大;土壤pH和氮有效性是影响根系和根际土微生物群落的重要因素。此外,宿主偏好分析表明叶际的‘植物-真菌’偏好性强于根系和根际土壤。该研究强调了树木地上和地下微生物组的差异,宿主植物选择对地上微生物群落的影响更为突出。研究结果为亚热带森林生物多样性保护和人工造林树种比较提供科学依据。


2.细菌群落组成在树木不同部位差异明显且叶际群落的变异度显著大于根际


上述研究成果分别以“Bacterial communities in the phyllosphere are distinct from those in root and soil, and sensitive to plant species changes in subtropical tree plantations”、“Compartment and plant identity shape tree mycobiome in a subtropical forest”为题发表于欧洲微生物学会联合会旗下的FEMS Microbiology Ecology和美国微生物学会旗下期刊Microbiology Spectrum。土壤生态学团队2021级博士生杨浩为两篇论文的第一作者,郑勇研究员为通讯作者。

文章链接: https://doi.org/10.1093/femsec/fiad033

文章链接: https://doi.org/10.1128/spectrum.01347-22


以上论文均以福建师范大学为第一完成单位,主要合作作者包括杨玉盛教授、黄志群研究员、胡行伟研究员及杨智杰副研究员等。研究工作主要受到了国家自然科学基金(Nos. 41930756, 31971447, 32201528)和福建省自然科学基金(Nos. 2021J05040, 2022J02025)的资助。