成都生物所在气候变暖和氮沉降对青藏高原东缘高山林线土壤微生物群落影响机理研究中获得新进展
试验林地位置
伴随着工业化和城镇化的快速发展，人类活动所导致的全球变化对生态系统的影响和冲击愈发明显。土壤微生物在参与物质循环、能量流动及保持生物多样性稳定中扮演着重要角色，其对全球变化的响应直接影响着生态系统的结构和功能，关系生态系统生产力和生物多样性维持。高山林线作为高山和亚高山的生态交错区，生物多样性丰富，同时受到低温和土壤氮缺乏的限制。因此，高山林线被认为是观察气候变暖、氮沉降等全球变化因子对高山生态系统影响的绝佳场所。但长期以来，增温和氮沉降对高山林下土壤微生物群落的复合效应及其作用机理的认知十分匮乏。
中国科学院成都生物研究所地下生态学学科组潘开文课题组博士研究生熊勤犁在潘开文研究员和张林副研究员的指导下，以川西高山林线生态系统为研究对象，采用开顶式气室（OTCs）模拟增温和外施不同浓度氮肥模拟氮沉降的方法，研究了气候变暖和不同浓度氮沉降单独以及复合模式下如何影响土壤微生物群落及其影响机理。研究表明，增温使土壤微生物群落结构发生了显著变化，一些特定的微生物功能群，如真菌生物量增温后显著下降而放线菌生物量显著增加。施氮尤其是中高浓度氮（15gN m-2 a-1，30g N m-2 a-1）由于单盐毒害作用直接抑制了该区域的微生物生长，但是氮作为本区域的限制因子之一，通过其间接效应，如改变植物生物量和植物优势群落组成以及土壤养分特性，却间接地促进了微生物生长。气候变暖对土壤微生物群落的影响大于氮沉降作用。最为重要的是，不同于其他亚高山森林生态系统以及高山草甸生态系统，本研究发现在青藏高原东缘林线生态系统中，气候变暖和氮沉降主要是通过诱导改变土壤理化性质以及植物群落从而对土壤微生物群落造成影响，并且增温与施氮对土壤微生物群落结构的改变有显著的交互效应，气候变暖和氮沉降主要通过间接作用改变土壤微生物，从而影响林线生态系统的稳定和生物多样性的维持。
本研究使我们认识了高山林线土壤微生物群落结构改变与气候变化和氮沉降的关系，证明了气候变化和氮沉降对土壤微生物的间接效应要远大于直接效应。该研究不仅为预测气候变化和氮沉降复合作用下对高山林线生态系统结构和功能的影响提供了基础，也为今后研究土壤食物网、土壤碳氮循环及地上地下部分复合效应提供了基础，有利于青藏高原林线区域的生态保护和可持续管理。
该研究得到国家自然科学基金(# 31100350, 31370632, 41301315)的资助，相关结果发表在Applied Soil Ecology，2016，101：72-83。
