氮沉降是目前全球變化的重要影響因素之一，有研究預(yù)測(cè)在未來(lái)的幾十年內(nèi)陸地表面的活性氮沉降量還會(huì)不斷的增加。通過(guò)野外和室內(nèi)模擬氮沉降的手段，科學(xué)家對(duì)氮沉降增加后陸地生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)、植物生產(chǎn)力、植物多樣性、以及微生物生物量的變化有了一定認(rèn)識(shí)。近些年隨著微生物測(cè)序技術(shù)和儀器的不斷發(fā)展，使得測(cè)定土壤微生物的多樣性變得更加高效、經(jīng)濟(jì)，為在全球范圍內(nèi)研究氮沉降對(duì)微生物多樣性的影響提供可能性。
已有研究發(fā)現(xiàn)氮沉降對(duì)植物的生產(chǎn)力的影響與植物多樣性的變化有顯著關(guān)系，那么氮沉降對(duì)微生物生物量的影響是否與微生物多樣性的改變有關(guān)系呢？基于此，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所生物地球化學(xué)組王超博士及其合作者，通過(guò)整理全球198個(gè)施氮模擬實(shí)驗(yàn)樣點(diǎn)的土壤微生物多樣性數(shù)據(jù)，包括171個(gè)Shannon指數(shù)和102個(gè)Chao1指數(shù)，分析氮添加后細(xì)菌和真菌多樣性的變化及與微生物生物量變化的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1）氮增加顯著降低了細(xì)菌和真菌的Shannon和Chao1指數(shù)；2）氮增加顯著降低了酸桿菌門(mén)（Acidobacteria）和硝化螺旋菌門(mén)（Nitrospirae）微生物的相對(duì)多樣性；3）氮增加情況下，土壤微生物生物量的降低與多樣性的降低呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性；4）氮增加情況下，土壤養(yǎng)分變化而非pH值的變化是影響微生物多樣性變化的主要因素。本研究揭示了氮沉降增加使得微生物生物量降低的根本原因，為全面理解氮沉降對(duì)陸地植物-土壤-微生物間養(yǎng)分循環(huán)及生態(tài)系統(tǒng)功能提供有力的理論支持。
上述研究成果以“Decreasing soil microbial diversity is associated with decreasing microbial biomass under nitrogen addition”發(fā)表在土壤學(xué)期刊Soil Biology and Biochemistry上。王超和劉冬偉博士為共同第一作者，白娥研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
圖1. 氮增加對(duì)土壤細(xì)菌和真菌Shannon指數(shù)和Chao1指數(shù)的影響
圖2. 氮增加對(duì)土壤細(xì)菌和真菌門(mén)水平物種相對(duì)多樣性的影響
圖3. 氮增加對(duì)土壤微生物多樣性的改變與微生物生物量改變的關(guān)系
