氮和磷添加对半干旱草地土壤细菌群落的影响

作者：奈曼站   更新时间：2023-10-31

大气氮（N）沉降对陆地生态系统植被生产力、生物多样性、物种组成和生态系统功能的影响已经得到广泛研究。虽然小于氮输入量，但全球草原的磷（P）输入正在以前所未有的速度增加。土壤细菌是地球上最丰富的微生物，是凋落物分解和养分循环的驱动因素之一，在维持生态系统功能和服务方面发挥重要作用。然而，土壤细菌群落对P添加，特别是P与多水平N同时添加响应的研究相对有限。因此，开展N和P单独添加以及P和多水平N同时添加对土壤细菌群落组成、多样性和结构影响的研究，是深入理解全球变化背景下半干旱草原生态系统功能和服务维持的重要内容。

因此，本研究基于长期N（0、5、10和20 g N m^-2 yr^-1）和P（0和10 g P m^-2 yr^-1）添加试验，利用高通量测序技术研究了氮磷添加对土壤细菌丰富度、多样性和组成的长期影响。结果表明，N添加降低了酸杆菌、绿湾菌和硝化细菌的相对丰度，而增加了拟杆菌的相对丰度（图1）。N添加大大降低了细菌的丰富度和多样性（图2）。更重要的是，研究发现这些影响在N3P（20 g N m^-2 yr^-1和10 g P m^-2 yr^-1）处理中最为显著，P与高水平N同时添加引起严重的生态位分化，表明P与高水平N添加对土壤细菌群落影响较大。

该研究成果以“Phosphorus Coupled with High Nitrogen Addition Exerts a Great Influence on Soil Bacterial Community in a Semiarid Grassland”为题发表在土壤微生物领域期刊Microbial Ecology。中科院西北生态环境资源研究院李玉霖研究员为论文第一作者和通讯作者，博士后杨红玲为论文第二作者和通讯作者。该研究由内蒙古自治区科技重大专项(2021ZD001505)，国家自然科学基金（32071845)和中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA23060404)共同资助。

文章DOI : 10.1007/s00248-023-02297-5.

图1. 环境因子对土壤细菌优势物种的影响（a），优势物种相对丰度的变化（b）

图2. NP添加对植被物种丰富度（a），Shannon多样性（b），细菌OUT丰度（c）和Shannon多样性（d）的影响