增温对高寒草甸土壤微生物多样性及功能潜力的影响

摘要

【目的】本文旨在探究青藏高原高寒草甸生态系统中不同土壤微生物类群的多样性及其功能潜力对气候变暖的响应特征及机理。【方法】基于为期6年的野外增温控制试验，利用不同功率红外加热设置对照、增低温（+1.5℃）和增高温（+2.5℃） 3个温度处理。增温6年后于2020年8月采集土壤表层样品，利用微生物高通量测序，分析土壤细菌和真菌群落对增温的响应。【结果】（1）增低温和增高温处理分别使土壤表层温度升高了1.4℃和2.4℃（P <0.05），土壤湿度分别下降了11%和17%(P <0.05)。相比对照，土壤硝态氮含量在增低温和增高温处理下分别降低了66%和72%(P <0.05)，而土壤有效磷含量仅在增高温处理下显著增加36%(P <0.05)。（2）增温处理显著降低了土壤细菌α多样性及谱系多样性，并改变了细菌群落结构（P <0.05）；相比之下，土壤真菌以上指标均未表现出显著变化。（3）土壤细菌群落中，碳水化合物代谢及全局概览图等功能分类在增高温处理下明显增强，而土壤真菌共生营养型、病理营养型以及腐生营养型的功能丰度并未受显著影响。（4）土壤细菌功能潜力与土壤总氮含量和土壤有效磷含量呈显著正相关（P <0.05），真菌功能潜力仅与谱系多样性呈显著正相关（P <0.05），且与土壤理化性质无显著相关性。【结论】增温显著降低了土壤细菌α多样性和谱系多样性，改变了细菌群落结构；增温通过调控土壤有效磷含量进而促进细菌群落在碳水化合物代谢等功能潜力的表达；相比之下，增温并未显著影响土壤真菌多样性、群落结构和功能潜力。研究结果表明土壤细菌群落与真菌群落对气候变暖响应的敏感性存在差异，可能对生态系统功能产生不同影响。

关键词

高寒草甸 / 细菌 / 真菌 / 分类多样性 / 谱系多样性 / 功能预测

基金资助

四川若尔盖高寒湿地生态系统国家野外科学观测研究站开放课题（ZAW01）; 国家自然科学基金项目（32171593）; 西南民族大学中央高校基本科研业务费专项（2023NYXXS087）