我区科研团队发现土壤微生物在沙地生态系统恢复发挥重要作用

中国农业科学院草原研究所国家农业微生物鄂尔多斯观测实验站科研团队发现了土壤微生物群落在沙地生态系统恢复中发挥着重要作用。相关研究近日发表于国际知名期刊《土壤退化与发展》（Land Degradation & Development）。

图1 油蒿群落3个演替阶段（a）与各演替阶段下两种斑块类型的取样设置（b）

荒漠化是气候变化和干旱地区人类活动造成的世界性问题。近年来，由于气候变化及人类活动的影响，半干旱区沙漠化问题日趋严重，成为备受关注的全球性问题。土壤微生物作为地下生物群落的重要组成部分，不仅可以改善沙化土壤结构、提高土壤养分水平，还能调控植物的生长和种内种间关系，在沙地生态系统恢复中发挥着重要作用。

图2 植物群落演替和斑块类型对土壤细菌（a）和土壤真菌（b）群落多样性的SEM分析

科研团队在库布齐沙漠东缘自然演替植物群落开展系统研究，揭示了沙地生态系统中土壤微生物群落对植物群落演替和植物斑块类型的响应机制。评估了灌木斑块（以油蒿为主）和草地斑块对库布齐沙漠沙丘生态系统三个演替阶段（流动沙丘、半流动沙丘和固定沙丘）土壤微生物群落多样性、土壤环境和土壤基质的影响。

图3 国家农业微生物鄂尔多斯观测实验站试验区及取样

科研团队通过研究发现，以Shannon指数和OTU丰富度所指示的土壤微生物α多样性受植物斑块类型的影响较小，但随着演替阶段而显著增加，这主要与土壤有机碳密切相关；土壤微生物β多样性对演替阶段和植物斑块类型产生强烈响应，土壤细菌β多样性的变化主要与土壤有机碳相关，土壤真菌β多样性的变化主要与土壤有机碳和土壤pH相关；微生物OTU丰富度对演替阶段的响应比Shannon指数更强烈，表明微生物OTU丰富度可作为沙地植被演替状态的指标；在三个演替阶段，灌木斑块和草本植物斑块之间微生物β多样性的一致性差异表明，灌木显著增加了沙地生态系统中土壤微生物群落多样性。该研究结果表明自然演替下土壤微生物群落对沙地生态系统植物群落演替和植物斑块类型的响应机制，不仅是对现有沙地生态系统恢复理论的有力补充，而且对沙地治理修复技术的研发与运用具有实践指导意义。

该研究得到内蒙古科技计划、国家牧草产业技术体系、基本科研业务费等项目资助。