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近日，中科院植物研究所研究員許振柱團(tuán)隊(duì)與合作者揭示了降水逆轉(zhuǎn)對(duì)干旱生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物的調(diào)控機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表于《生態(tài)學(xué)》。

氣候變化通過(guò)改變土壤微生物群落進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)功能，對(duì)于干旱生態(tài)系統(tǒng)的影響尤為嚴(yán)重。目前，關(guān)于長(zhǎng)期降水梯度干濕循環(huán)下對(duì)于土壤微生物影響的野外觀測(cè)研究甚少，降水變化對(duì)土壤微生物的潛在調(diào)控機(jī)制迄今尚不清楚。

為此，研究團(tuán)隊(duì)選擇干旱的荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行了長(zhǎng)期降水干濕處理野外模擬試驗(yàn)，研究了土壤微生物對(duì)降水變化的響應(yīng)過(guò)程及彈性特征，進(jìn)而探明其在高水平氮沉降下的情景。研究表明，土壤微生物受到降水減少的限制，然而降水逆轉(zhuǎn)具有明顯的補(bǔ)償作用。降水減少降低了大多數(shù)土壤微生物群組的響應(yīng)比率，而其彈性、限制或促進(jìn)指數(shù)（簡(jiǎn)稱為限促指數(shù)）在前期減水而后期增水（簡(jiǎn)稱為前減后增）的降水變化模式下得到加強(qiáng)；反之亦然。

研究人員發(fā)現(xiàn)，氮沉降降低了土壤微生物的響應(yīng)比率，但因土層而異。進(jìn)一步分析表明，土壤微生物的響應(yīng)比率及其限促指數(shù)主要受到前期土壤理化屬性的調(diào)控。上述結(jié)果表明，氮沉降和土壤理化屬性通過(guò)改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)調(diào)控了荒漠草原對(duì)氣候變化的響應(yīng)。

該研究闡明了土壤微生物在長(zhǎng)期降水干濕轉(zhuǎn)變條件下的變化規(guī)律，揭示了氮沉降的影響，提出了表征土壤微生物響應(yīng)降水梯度及其逆轉(zhuǎn)處理的新指標(biāo)——限促指數(shù)。研究結(jié)果有助于加深對(duì)極端氣候變化逆轉(zhuǎn)下生態(tài)系統(tǒng)地下過(guò)程的理解，提升對(duì)脆弱生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境控制機(jī)制的認(rèn)知，為評(píng)估干旱生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的變化趨勢(shì)，促進(jìn)退化植被的生態(tài)恢復(fù)及其可持續(xù)性利用，制定應(yīng)對(duì)氣候變化策略提供了科學(xué)依據(jù)。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1002/ecy.4020