SCI TOTAL ENVIRON | 西农安韶山等:干旱地区森林土壤细菌的生物地理学及其驱动因素

西北农林科技大学水保所安韶山研究员等人于2019年4月13日在Science of The Total Environment期刊发表题目为《Biogeography and the driving factors affecting forest soil bacteria in an arid area》的文章,该文章利用16S rRNA基因测序技术,对黄土高原800公里东西横截面上细菌多样性的地理分布及其驱动因素进行了研究。揭示了土壤细菌群落、气候和土壤水分因素之间存在着密切的联系,土壤pH值在干旱区细菌群落结构形成过程中起主导作用。

文章重点

  • 研究了干旱地区森林土壤细菌的生物地理特征及其驱动性因素

  • 黄土高原土壤细菌具有明显的生物地理特征

  • 气候显著影响土壤细菌的α-多样性

  • 土壤性质对细菌群落的改变大于历史偶然性事件的综合作用。

文章摘要

细菌是陆地生态系统中数量最多、种类最丰富的类群之一,参与介导许多重要的陆地生态系统过程。尽管细菌具有重要的生态作用,但对于它们跨越经度(东西经度)的大规模生物地理模式,以及这些模式形成过程的研究都远落后于宏观生物体的研究。

本文采用16S rRNA基因测序技术,对黄土高原800公里东西横截面上细菌多样性的地理分布及其驱动因素进行了研究。在土壤样品中检测到24个门,其中最丰富的细菌门包括酸杆菌门、放线菌门、变形杆菌门、倍变形杆菌门、氯细菌门和双生孢子菌门(平均相对丰度>5%)。土壤细菌α-多样性由土壤细菌群落的丰富度和香农多样性表示,其多样性在不同气候之间存在差异但与地图有很强的相关性((r=0.537,r=0.42;两种细菌多样性指数均有显著性差异(p < 0.05))。变异分区分析表明,细菌群落结构与环境变量和地理距离密切相关,环境和地理的差异可以解释62%的群落变化原因。土壤性质对细菌群落变化的贡献大于地理距离(历史偶然性)和气候因素的综合作用。在所有环境因子中,土壤pH值在干旱区细菌群落结构形成过程中起主导作用。我们的发现为干旱地区的细菌生物地理模式提供了新的依据(地图范围从473毫米到547毫米)。此外,研究结果还表明,土壤细菌群落、气候和土壤水分因素之间存在着密切的联系,这对于预测黄土高原生态系统的可持续发展具有重要意义。

关键词:细菌多样性,气候,森林,地理,黄土高原

图片摘要

文中重要图片说明

图1 | 多样性指数。

图2 | 物种丰富度及群落结构特征。

图3 | 土壤pH值在细菌群落结构形成过程中起主导作用。

图4 | 距离衰减曲线揭示地理距离与群落组成相似性显著相关。




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