生物土壤結皮(Biological Soil Crusts)覆蓋了全球乾旱、半乾旱地區約70%的裸地,具有增加土壤有機質含量、促進養分循環、抵禦土壤水蝕風蝕、影響土壤水分運移等生態功能,在荒漠生態系統中發揮著極其重要的作用。多年來,不同領域學者在生物土壤結皮的時空分布、生物組分、內部結構、生態功能和人為監管等方面開展了大量研究。
中國科學院瀋陽應用生態研究所餘珺在博士後研究期間,利用MicroResp plates技術研究了以色列西內蓋夫沙漠(western Negev Desert)5種不同類型生物土壤結皮的微生物活性和代謝多樣性。研究結果顯示,隨著發育程度的加深,單位面積生物土壤結皮的葉綠素a和有機質含量、微生物活性和生物量、真菌菌落形成單位等持續增加;發育程度高的生物土壤結皮微生物群落對芳香族有機酸、碳水化合物和羧酸的代謝能力較強,但不同發育程度的生物土壤結皮代謝多樣性(Shannon-Weaver index)不存在顯著差異。冗餘分析表明,以藍細菌為主發育程度較低的生物土壤結皮微生物群落偏好代謝胺基酸類碳源,而以苔蘚為主發育程度較高的生物土壤結皮微生物群落偏好代謝羧酸類和碳水化合物類碳源。這種差異可能與不同發育程度生物土壤結皮的光合能力、胞外分泌物組分以及微生物群落組成不同有關。
本研究探明了不同發育程度生物土壤結皮碳源代謝能力存在的差異,對進一步揭示生物土壤結皮在荒漠生態系統碳循環中的作用機制提供了科學依據。
以上研究結果發表於國際土壤學雜誌Soil Biology & Biochemistry上。(來源:中科院瀋陽應用生態研究所)
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