近日,林学院森林土壤学研究团队在暖温带山地森林土壤细菌群落空间分布格局和群落构建机制方面取得新进展,研究成果以“Depth effects on bacterial community altitudinal patterns and assembly processes in the warm-temperate montane forests of China”为题,发表在Science of The Total Environment(一区,IF=9.8)期刊。
土壤细菌群落在森林生态系统物质转换、能量流动和生物地球化学循环等过程中扮演重要角色,对维持森林生态系统结构和功能稳定性方面起着重要作用。此外,研究细菌群落的生物地理分布模式对于深入理解山地生态系统功能及其调控机制具有重要意义。基于这一背景,森林土壤学研究团队以北京市东灵山为试验样地,系统研究了土壤深度对中国暖温带山地森林细菌群落海拔模式和组装过程的影响。
图1. 研究样点(左)及研究结果概念模型(右)
结果表明,表层土壤中的细菌多样性和群落结构均具有明显的海拔依赖性。相反,底层土壤细菌群落分布模式则表现出海拔独立性。通过对比表层和底层土壤的细菌群落共生网络发现,底土细菌群落的类群-类群相互作用的复杂性和网络结构明显增加。与底层土壤相比,表层土壤对环境扰动表现出更高的敏感性,导致群落的网络模块化程度增加,正相关关系增多。此外,利用零模型和中性模型分析细菌群落构建机制表明,不同深度的细菌群落受确定性和随机性过程的共同影响,随机性(均质分散和无主导性)随着土壤深度的增加而降低,确定性(异质选择)则随着土壤深度的增加而增加,表明深度转变了细菌群落的群落构建机制。
图2. 基于零模型的βNTI(a)和群落组装过程的百分比(b)及表层(c)和底层(f)土壤的中性群落模型拟合
该项工作由科技基础资源调查专项资助(No.2021FY100802)。林学院博士研究生何丽兵为第一作者,孙向阳教授和李素艳教授为通讯作者,北京林业大学为文章唯一完成单位。