湿地所在高寒沼泽湿地退化改变磷循环功能基因多样性的机制研究中取得新进展

作者:李猛 时间:2022-01-18 点击数:

 

1 沼泽退化为草甸对磷循环相关功能基因多样性的影响

2 沼泽退化为草甸改变磷循环功能基因多样性的结构方程模型

磷是生物生长、发育所必须的大量元素之一,磷循环对湿地生态系统维持功能稳定性和提供生态服务具有至关重要的作用。近年来,由于人为活动或气候变化,我国大面积的高寒湿地发生了严重退化,长期累积的有机磷库在湿地退化下发生大规模的矿化,破坏了磷生物化学循环过程。微生物是驱动湿地磷循环中各迁移转化过程的关键因子,但目前关于高寒湿地退化对磷循环功能基因与微生物多样性的影响尚少有报道。因此,湿地所湿地与气候变化团队依托青藏高原第二次湿地综合科考项目开展了野外样带调查,旨在系统揭示高寒湿地退化对磷循环功能基因和微生物多样性的影响机制。

本研究以我国海拔最高、面积最大的城市天然湿地拉鲁湿地为研究对象,分析了退化前后的土壤环境因子的变化,揭示了土壤磷循环相关功能基因和微生物多样性对高寒沼泽湿地退化的响应机制,明确了高寒沼泽湿地退化驱动磷循环功能基因多样性转变的关键因子。结果表明:高寒沼泽湿地退化为草甸后,磷循环功能基因多样性显著改变,主要表现为有机磷矿化和无机磷溶解相关功能基因增强。ProteobacteriaActinobacteria菌门对磷循环功能基因多样性变化的贡献最大。土壤pH是导致磷循环功能基因多样性变化的首要驱动因子。研究结果将加深对土壤有机磷生物化学循环过程的认知,有助于了解高寒沼泽湿地退化下的磷归趋,并预测其生物化学行为和环境效应。同时,通过识别湿地退化下的关键功能基因、微生物及驱动环境因子,为提出调控磷循环以进行退化湿地的生态修复提供理论基础。

该研究成果以“Long-term degradation from marshes into meadows shifts microbial functional diversity of soil phosphorus cycling in an alpine wetland of the Tibetan Plateau”为题发表在土壤学国际知名期刊Land Degradation & Development上(DOI: 10.1002/ldr.4180)。湿地所李猛副研究员为论文第一作者,康晓明研究员为论文的通讯作者。该研究得到第二次青藏科考专项、国家重点研发计划、院基金项目的联合支持。

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