中科院科學家在土壤微生物對溫濕度交互變化響應研究中獲進展

在土壤生態過程對溫度、濕度等環境變化的響應方面已有大量的相關研究，但關於調控過程中土壤微生物群落組成對溫濕度響應行為的研究還較為缺失。理解土壤微生物群落對土壤溫度和濕度的變化的響應規律是準確模擬土壤溫室氣體排放過程、氮磷周轉過程的生物學基礎，也是改進全球氣候和陸面模型模擬不確定性的一個重要方面。

近期，中國科學院科學家團隊——華南植物園博士畢業生周偉平和研究員申衛軍等開展了一項全因子設計的室內培養實驗，研究溫度（10℃、17℃、24℃、31℃、38℃）和濕度（20%、40%、60%、80%、100%田間持水量）的單因子效應以及交互效應，對磷脂脂肪酸法（PLFA）測定的土壤微生物群落組成的影響。

研究結果顯示，溫度和濕度的單因子效應顯著影響幾乎所有選定的特徵脂肪酸，包括真菌、細菌、革蘭氏陽性細菌、革蘭氏陰性細菌、放線菌以及細菌脅迫指數。儘管真菌和細菌的比值（F/B）以及革蘭氏陽性細菌和革蘭氏陰性細菌的比值(G+/G-)均隨著溫度的升高而增加，但溫度和濕度的交互作用對它們的影響不顯著。總體上，較高溫度下真菌特徵脂肪酸的含量較低，濕度變化並沒有改變真菌特徵脂肪酸的含量。相反，細菌特徵脂肪酸的含量在較高溫度和中等濕度水平下較高。雖然培養實驗過程中，研究人員控制了溫度和濕度，但處理引起的土壤理化性質的變化（可溶性有機碳DOC和無機氮ION）只解釋了選定的特徵脂肪酸變異的18%，其中溫度效應的貢獻最大（12%）。群落組成變數（真菌、細菌和F/B）和土壤理化性質之間顯著相關，表明溫度和濕度通過改變土壤底物可利用性間接影響土壤微生物群落組成。該研究認為，在未來全球變暖背景下，南亞熱帶森林土壤微生物細菌群落的將更為佔優，尤其在濕季水分條件比較好的情況下。

相關研究成果發表在European Journal of Soil Science上。該研究得到了國家自然科學基金、「廣東特支計劃」百千萬工程領軍人才、國家重點研究發展計劃等的資助。

圖1. 溫濕度對土壤微生物群落PLFA影響室內培養實驗

圖2. 土壤微生物群落對溫度變化的響應

（來源：中國科學院）

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