新年伊始,園生態研究所易心鈺博士以第一作者身份在國際SCI期刊《EnvironmentalResearch Letters》發表了題為「Urbanization-inducedenvironmental changes strongly affect wetland soil bacterial communitycomposition and diversity」的學術論文。該成果發表是我園科技人員首次在JCR一區刊物上發表相關成果,2021年影響因子為6.793。
了解城市化對溼地土壤細菌群落的關係,對於研究城市化對溼地養分循環和全球生物地球化學循環的影響具有重要意義。為了探究影響溼地土壤細菌群落的關鍵因素及其與不同城市化梯度的關係,本研究沿城市化強度梯度從20個溼地生態系統中採集了60份土壤樣本,採用高通量測序技術對土壤細菌進行測序分析,並測量了一系列土壤環境因子,研究了土壤細菌群落組成和多樣性沿不同城市化梯度的變化規律。
研究結果表明,溼地土壤細菌的優勢類群主要包括Proteobacteria (變形菌門, 39.3%)、Acidobacteria (酸桿菌門, 21.4%) 和Chloroflexi (綠彎菌門, 12.3%),城市化強度高的地區(UI_4)土壤微生物的組成與其他地區差異顯著。土壤pH、總磷(TP)、有效磷(AP)和氨氮(NH4+-N)對細菌群落變化的貢獻率顯著,分別為49.6%、35.1%、26.2%和30.7%,pH和NH4+-N是城市溼地細菌群落變化的驅動因子。研究強調了城市化影響下環境因素對溼地細菌群落的「限制因子」的重要性,即土壤細菌多樣性中存在一個關鍵的「閾值」,低到中等城市化強度區域,細菌群落結構呈現相對穩定,然而,一旦系統超過某一閾值,土壤理化性質和細菌群落的參數就會迅速轉向新的穩定狀態。此外,區域尺度低估了細菌群落的真實變化,土壤養分等環境因子和空間異質性使細菌群落結構和多樣性呈現出高度的環境依賴模式。該項研究是我園生態所在溼地生態學領域取得的重要進展。
近年來,省植物園以事業單位改革為新的起點,聚焦植物遷地保育、城市生態和花木種業等核心科研領域,整體研發水平及其影響力顯著增強。
圖1 結構方程模型研究了城市化強度、環境因子、細菌豐度沿城市化強度的相互作用,箭頭表示顯著效應大小 (P<0.1),箭頭的厚度表示關係的強度(綠線表示正關係,紅線表示負關係),P值為標準化路徑係數。ToN, 總營養成分; AvN, 有效態氮; URB, 基於不透水面面積的城市化強度。
圖2 基於16S rRNA擴增子測序結果預測不同城市化強度下微生物群落細胞處理、遺傳信息處理和代謝等相關功能。*表示不同城市化強度之間存在顯著性差異(Kruskal-Wallis檢驗,** P<0.01,* P<0.05)
全文參見:
YiX, Ning C, Feng S, et al. Urbanization-induced environmental changes stronglyaffect wetland soil bacterial community composition and diversity[J]. EnvironmentalResearch Letters, 2022, 17, 014027.
文章連結:
https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac444f