Short-term response of soil prokaryotic community structure to water level restoration in degraded peatland of the Zoigê Plateau
Ming-Mo LUO1,2, Yue CHEN1,2, Gang YANG3, Bin HU1, Wei LI,1,2,*, Huai CHEN,4,*1School of Ecology and Environmental Sciences, Yunnan University, Institute for Ecological Research and Pollution Control of Plateau Lakes, Kunming 650091, China 2Yunnan Key Laboratory for Plateau Mountain Ecology and Restoration of Degraded Environments, Kunming 650091, China 3School of Life Sciences and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621010, China 4Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China
Abstract Aims Degraded peatlands recovery is an important environmental issue of current concern. Exploring the response of Zoigê degraded peatlands prokaryotic microbial community structure to water level recovery could provide foundation for the ecological restoration. Methods For exploring the response of prokaryotic microbial community structure to water level recovery in the short-term, we selected Zoigê degraded peatland and designed two water level recovery (10 and 30 cm) with a control group (-10 cm) in situ test from year 2014 to 2015. We collected 0-15 cm soil samples and determined soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) content and soil pH, we also analyzed microbial community structure by using 16S rRNA high throughput sequencing technique. Important findings The results showed that water level recovery could improve the content of SOC, TN, TP and its stoichiometric ratio to a certain extent, however, there was no significant difference with the control group. The dominant microorganisms at the phylum level were Acidobacteria, Proteobacteria and Verrucomicrobia. Short-term water level recovery (10 and 30 cm) had no significant effect on the alpha diversity of prokaryotic microbial, but significantly reduced the relative abundance of Verrucomicrobia and Spartobacteria, while having an increase in methanogenic bacteria. Soil pH and water level were negatively correlated with the abundance of Verrucomicrobia and Spartobacteria. Prokaryotic microbial community structure is sensitive to soil C:P, N:P and SOC content. In a word, short-term water recovery hasn’t changed prokaryotic microbial alpha diversity, but increased the methanogenic bacteria, which will probably stimulate methane production pathways. Soil C:P, N:P and SOC content control the structure variation of prokaryotic microbial community in degraded peatlands during short-term water level restoration process. Our findings enrich the understanding of the structure of prokaryotic microbial community in response to short-term water level. Keywords:peatland;water level;environmental factor;soil prokaryotic microbial
PDF (990KB)元数据多维度评价相关文章导出EndNote|Ris|Bibtex收藏本文 引用本文 罗明没, 陈悦, 杨刚, 胡斌, 李玮, 陈槐. 若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落结构对水位恢复的短期响应. 植物生态学报, 2021, 45(5): 552-561. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0293 LUO Ming-Mo, CHEN Yue, YANG Gang, HU Bin, LI Wei, CHEN Huai. Short-term response of soil prokaryotic community structure to water level restoration in degraded peatland of the Zoigê Plateau. Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, 45(5): 552-561. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0293
若尔盖泥炭地位于青藏高原东北部的低纬度区域, 受高原寒冷气候影响, 常年寒冷潮湿, 年平均气温1.5 ℃, 年降水量为720 mm, 年蒸发量为1 200 mm。若尔盖泥炭地的泥炭厚度达6.0 m, 平均深度为1.39 m。若尔盖退化泥炭地面积约为1 426 km2 (Chen et al., 2014), 植被盖度约87%, 主要优势植物为木里薹草(Carex muliensis)和西藏嵩草(Kobresia tibetica)(Yang et al., 2014), 土壤类型主要是草甸土和泥炭沼泽土(Xiang et al., 2009)。
1.2 实验设计及样品采集
退化泥炭试验样地位于红原县日干乔泥炭地(海拔3 471 m)。2014年5月, 测得退化泥炭地的地下水位为-10 cm, 将其作为后续对照组和水位恢复组的水位控制依据。然后整体切割60 cm × 60 cm × 60 cm规格的土体, 分别装入3种规格的铁箱内: 箱子长宽均为60 cm, 箱子高度分别为60、75和95 cm。分别向75、95 cm高的箱内注水到70和90 cm深度, 从而达到水位恢复(10和30 cm)的效果。每个水位处理设置3个重复, 水位处理从附近河流中取水添加到箱内, 保持水位为-10、10和30 cm。通过设置遮雨棚来排除降水对水位波动的影响。2015年5月, 去除对照和处理样方内的表面凋落物后, 使用长20 cm, 内径6 cm的土钻采集0-15 cm的土芯, 并将所取土样用密封袋装好, 做好标记然后低温运回实验室进行化学性质和微生物群落结构和多样性分析。
Table 1 表1 表1水位恢复处理对若尔盖泥炭地土壤化学性质的影响(平均值±标准误) Table 1Influence of water table recovery on chemical properties of soil in degraded peatland of the Zoigê Plateau (mean ± SE)
对照组 Control group
恢复组 Recovery group
p
-10 cm水位 -10 cm water level
10 cm水位 10 cm water level
30 cm水位 30 cm water level
pH
5.52 ± 0.04b
5.95 ± 0.03a
5.89 ± 0.04a
<0.05
土壤有机碳含量 SOC content (g·kg-1)
130.90 ± 23.20a
187.74 ± 22.75a
187.20 ± 25.62a
>0.05
总氮含量 TN content (g·kg-1)
9.86 ± 1.76a
14.94 ± 1.55a
14.73 ± 1.99a
>0.05
总磷含量 TP content (g·kg-1)
1.41 ± 0.13a
1.49 ± 0.06a
1.58 ± 0.06a
>0.05
碳氮比 C:N
13.31 ± 0.26a
12.52 ± 0.24a
12.70 ± 0.19a
>0.05
碳磷比 C:P
91.39 ± 8.59a
126.23 ± 16.46a
119.85 ± 20.62a
>0.05
氮磷比 N:P
6.88 ± 0.69a
10.04 ± 1.13a
9.43 ± 1.59a
>0.05
不同小写字母表示水位恢复处理间差异显著(p < 0.05)。 SOC, soil organic carbon; TN, total nitrogen; TP, total phosphorus. Different lowercase letters indicate significant differences among water restoration (p < 0.05).
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT 图1水位恢复处理下若尔盖退化泥炭地门水平原核微生物群落相对丰度(平均值±标准误)。*, p < 0.05。
Fig. 1Relative abundance of prokaryotic microbial communities at the phylum level in Zoigê degraded peatland under water level restoration (mean ± SE). *, p < 0.05.
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT 图2水位恢复处理下若尔盖退化泥炭地纲水平优势原核微生物群落相对丰度(平均值±标准误)。*, p < 0.05。
Fig. 2Relative abundance of prokaryotic microbial communities at the class level in Zoigê degraded peatland under water level restoration (mean ± SE). *, p < 0.05.
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT 图4水位恢复处理下若尔盖退化泥炭地土壤化学性质与原核微生物优势类群相对丰度间相关性。SOC, 土壤有机碳; TN, 总氮; TP, 总磷; Water level, 水位。**, p < 0.01; *, p < 0.05。
Fig. 4Correlation between soil chemical properties and relative abundance of prokaryotic microbial dominant groups in Zoigê degraded peatland under water level restoration. SOC, soil organic carbon; TN, total nitrogen; TP, total phosphorus. **, p < 0.01; *, p < 0.05.
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT 图5水位恢复处理下若尔盖退化泥炭地土壤化学性质与门水平优势原核微生物群落结构的冗余分析。SOC, 土壤有机碳; TN, 总氮; TP, 总磷; Water level, 水位。
Fig. 5Redundancy analysis between the soil chemical and prokaryotic microbial community structure at the phylum level in Zoigê degraded peatland under water level restoration. SOC, soil organic carbon; TN, total nitrogen; TP, total phosphorus.
BorrelG,JézéquelD,Biderre-PetitC,Morel-DesrosiersN,MorelJP,PeyretP,FontyG,LehoursAC(2011).Production and consumption of methane in freshwater lake ecosystems .Research in Microbiology,162, 832-847. DOI:10.1016/j.resmic.2011.06.004URL [本文引用: 1]
CaporasoJG,KuczynskiJ,StombaughJ,BittingerK,BushmanFD,CostelloEK,FiererN,PeñaAG,GoodrichJK,GordonJI,HuttleyGA,KelleyST,KnightsD,KoenigJE,LeyRE,et al.(2010).QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data .Nature Methods,7, 335-336. DOI:10.1038/nmeth.f.303PMID:20383131 [本文引用: 1]
CaporasoJG,LauberCL,WaltersWA,Berg-LyonsD,HuntleyJ,FiererN,OwensSM,BetleyJ,FraserL,BauerM,GormleyN,GilbertJA,SmithG,KnightR(2012).Ultra-high- throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq and MiSeq platforms .The ISME Journal,6, 1621-1624. DOI:10.1038/ismej.2012.8URL [本文引用: 1]
ChenH,WuN,YaoSP,GaoYH,WangYF,TianJQ,YuanXZ(2010).Diurnal variation of methane emissions from an alpine wetland on the eastern edge of Qinghai-Tibetan Plateau .Environmental Monitoring and Assessment,164, 21-28. DOI:10.1007/s10661-009-0871-3URL [本文引用: 1]
ChenH,YangG,PengCH,ZhangY,ZhuD,ZhuQA,HuJ,WangM,ZhanW,ZhuEX,BaiZZ,LiW,WuN,WangYF,GaoYH,TianJQ,KangXM,ZhaoXQ,WuJH(2014).The carbon stock of alpine peatlands on the Qinghai- Tibetan Plateau during the Holocene and their future fate .Quaternary Science Reviews,95, 151-158. DOI:10.1016/j.quascirev.2014.05.003URL [本文引用: 5]
CreggerMA,SchadtCW,McDowellNG,PockmanWT,ClassenAT(2012).Response of the soil microbial community to changes in precipitation in a semiarid ecosystem .Applied and Environmental Microbiology,78, 8587-8594. DOI:10.1128/AEM.02050-12URL [本文引用: 1]
FiererN,BradfordMA,JacksonRB(2007).Toward an ecological classification of soil bacteria .Ecology,88, 1354-1364. PMID:17601128 [本文引用: 1] Although researchers have begun cataloging the incredible diversity of bacteria found in soil, we are largely unable to interpret this information in an ecological context, including which groups of bacteria are most abundant in different soils and why. With this study, we examined how the abundances of major soil bacterial phyla correspond to the biotic and abiotic characteristics of the soil environment to determine if they can be divided into ecologically meaningful categories. To do this, we collected 71 unique soil samples from a wide range of ecosystems across North America and looked for relationships between soil properties and the relative abundances of six dominant bacterial phyla (Acidobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, alpha-Proteobacteria, and the beta-Proteobacteria). Of the soil properties measured, net carbon (C) mineralization rate (an index of C availability) was the best predictor of phylum-level abundances. There was a negative correlation between Acidobacteria abundance and C mineralization rates (r2 = 0.26, P < 0.001), while the abundances of beta-Proteobacteria and Bacteroidetes were positively correlated with C mineralization rates (r2 = 0.35, P < 0.001 and r2 = 0.34, P < 0.001, respectively). These patterns were explored further using both experimental and meta-analytical approaches. We amended soil cores from a specific site with varying levels of sucrose over a 12-month period to maintain a gradient of elevated C availabilities. This experiment confirmed our survey results: there was a negative relationship between C amendment level and the abundance of Acidobacteria (r2 = 0.42, P < 0.01) and a positive relationship for both Bacteroidetes and beta-Proteobacteria (r2 = 0.38 and 0.70, respectively; P < 0.01 for each). Further support for a relationship between the relative abundances of these bacterial phyla and C availability was garnered from an analysis of published bacterial clone libraries from bulk and rhizosphere soils. Together our survey, experimental, and meta-analytical results suggest that certain bacterial phyla can be differentiated into copiotrophic and oligotrophic categories that correspond to the r- and K-selected categories used to describe the ecological attributes of plants and animals. By applying the copiotroph-oligotroph concept to soil microorganisms we can make specific predictions about the ecological attributes of various bacterial taxa and better understand the structure and function of soil bacterial communities.
FiererN,LauberCL,RamirezKS,ZaneveldJ,BradfordMA,KnightR(2012).Comparative metagenomic, phylogenetic and physiological analyses of soil microbial communities across nitrogen gradients .The ISME Journal,6, 1007-1017. DOI:10.1038/ismej.2011.159URL [本文引用: 2]
FrolkingS,TalbotJ,JonesMC,TreatCC,KauffmanJB,TuittilaES,RouletN(2011).Peatlands in the Earth’s 21st century climate system .Environmental Reviews,19, 371-396. DOI:10.1139/a11-014URL [本文引用: 1]
GalandPE,FritzeH,ConradR,Yrja?la?K(2005).Pathways for methanogenesis and diversity of methanogenic Archaea in three boreal peatland ecosystems .Applied and Environmental Microbiology,71, 2195-2198. PMID:15812059 [本文引用: 1] The main objectives of this study were to uncover the pathways used for methanogenesis in three different boreal peatland ecosystems and to describe the methanogenic populations involved. The mesotrophic fen had the lowest proportion of CH4 produced from H2-CO2. The oligotrophic fen was the most hydrogenotrophic, followed by the ombrotrophic bog. Each site was characterized by a specific group of methanogenic sequences belonging to Methanosaeta spp. (mesotrophic fen), rice cluster-I (oligotrophic fen), and fen cluster (ombrotrophic bog).
GalandPE,SaarnioS,FritzeH,Yrja?la?K(2002).Depth related diversity of methanogen Archaea in Finnish oligotrophic Fen .FEMS Microbiology Ecology,42, 441-449. DOI:10.1111/fem.2002.42.issue-3URL [本文引用: 1]
GaoY,LiuGH,DuLS,HuLL,KangB(2016).Effects of water table level and soil temperature on CH4 emissions in Zoigê Peatlands .Research of Environmental Sciences,29, 516-521. [本文引用: 1]
HansonRS,HansonTE(1996).Methanotrophic bacteria .Microbiological Reviews,60, 439-471. PMID:8801441 [本文引用: 2] Methane-utilizing bacteria (methanotrophs) are a diverse group of gram-negative bacteria that are related to other members of the Proteobacteria. These bacteria are classified into three groups based on the pathways used for assimilation of formaldehyde, the major source of cell carbon, and other physiological and morphological features. The type I and type X methanotrophs are found within the gamma subdivision of the Proteobacteria and employ the ribulose monophosphate pathway for formaldehyde assimilation, whereas type II methanotrophs, which employ the serine pathway for formaldehyde assimilation, form a coherent cluster within the beta subdivision of the Proteobacteria. Methanotrophic bacteria are ubiquitous. The growth of type II bacteria appears to be favored in environments that contain relatively high levels of methane, low levels of dissolved oxygen, and limiting concentrations of combined nitrogen and/or copper. Type I methanotrophs appear to be dominant in environments in which methane is limiting and combined nitrogen and copper levels are relatively high. These bacteria serve as biofilters for the oxidation of methane produced in anaerobic environments, and when oxygen is present in soils, atmospheric methane is oxidized. Their activities in nature are greatly influenced by agricultural practices and other human activities. Recent evidence indicates that naturally occurring, uncultured methanotrophs represent new genera. Methanotrophs that are capable of oxidizing methane at atmospheric levels exhibit methane oxidation kinetics different from those of methanotrophs available in pure cultures. A limited number of methanotrophs have the genetic capacity to synthesize a soluble methane monooxygenase which catalyzes the rapid oxidation of environmental pollutants including trichloroethylene.
HøjL,RustenM,HaugenLE,OlsenRA,TorsvikVL(2006).Effects of water regime on archaeal community composition in Arctic soils .Environmental Microbiology,8, 984-996. DOI:10.1111/emi.2006.8.issue-6URL [本文引用: 2]
HuangJY,YuHL,LiuJL,MaF,HanL(2018).Effects of precipitation levels on the C:N stoichiometry in plants, microbes, and soils in a desert steppe in China .Acta Ecologica Sinica,38, 5362-5373. [本文引用: 1]
IslamT,JensenS,ReigstadLJ,LarsenO,BirkelandNK(2008).Methane oxidation at 55 degrees C and pH 2 by a thermoacidophilic bacterium belonging to the Verrucomicrobia Phylum .Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,105, 300-304. [本文引用: 1]
JaatinenK,FritzeH,LaineJ,LaihoR(2007).Effects of short- and long-term water-level drawdown on the populations and activity of aerobic decomposers in a boreal peatland .Global Change Biology,13, 491-510. DOI:10.1111/gcb.2007.13.issue-2URL [本文引用: 1]
JiangN,ChenZJ,CaoY,TianJQ,WangYF,DongXZ(2013).Methanogenic Archaea and their mediated methanogenic pathways in cold wetland .Microbiology China,40, 137-145. [本文引用: 1]
LiL,GaoJQ,LeiGC,LüC,SuoL(2011).Distribution patterns of soil organic carbon and total nitrogen in Zoige peat land with different ground water table .Chinese Journal of Ecology,30, 2449-2455. [本文引用: 1]
LiW,ChenH,YanZY,YangG,RuiJP,WuN,HeYX(2020).Variation in the soil prokaryotic community under simulated warming and rainfall reduction in different water table peatlands of the Zoige plateau .Frontiers in Microbiology,11, 343. DOI:10.3389/fmicb.2020.00343. DOI:10.3389/fmicb.2020.00343URL [本文引用: 3]
LimpensJ,BerendseF,BlodauC,CanadellJG,FreemanC,HoldenJ,RouletN,RydinH,Schaepman-StrubG(2008).Peatlands and the carbon cycle: from local processes to global implications—A synthesis .Biogeosciences,5, 1475-1491. DOI:10.5194/bg-5-1475-2008URL [本文引用: 1]
LiuDY,DingWX(2011).Progress on spatial variation of methanogens and their influencing factors in natural wetlands .Scientia Geographica Sinica,31, 136-142. [本文引用: 1]
LiuYC,WhitmanWB(2008).Metabolic, phylogenetic, and ecological diversity of the methanogenic Archaea .Annals of the New York Academy of Sciences,1125, 171-189. DOI:10.1196/annals.1419.019URL [本文引用: 1]
LuM,RenYL,WangSJ,TianK,SunXY,PengSX(2019).Contribution of soil variables to bacterial community composition following land use change in Napahai plateau wetlands .Journal of Environmental Management,246, 77-84. DOI:10.1016/j.jenvman.2019.05.149URL [本文引用: 1]
ShengXC,ShaoXX,WuM,NingX,YeXQ(2015).Effects of water level on organic carbon, total nitrogen and total phosphoruse in soil in reed wetlands of Hangzhou bay .Journal of Ecology and Rural Environment,31, 718-723. [本文引用: 1]
TangJ,XuQR,WangLM,DingX,TangB,WuLS,FengS,SunQ,YangZR,ZhangJ(2011).Soil bacterial community diversity under different stages of degradation in Zoige wetland .Microbiology China,38, 677-686. [本文引用: 1]
TianHQ,ChenGS,ZhangC,MelilloJM,HallCAS(2010).Pattern and variation of C:N ratios in China’s soils: a synthesis of observational data .Biogeochemistry,98, 139-151. DOI:10.1007/s10533-009-9382-0URL [本文引用: 1]
TianJQ,ShuC,ChenH,QiaoYC,YangG,XiongW,WangL,SunJZ,LiuXZ(2015).Response of archaeal communities to water regimes under simulated warming and drought conditions in Tibetan Plateau wetlands .Journal of Soils and Sediments,15, 179-188. DOI:10.1007/s11368-014-0978-1URL [本文引用: 2]
UrbanováZ,BártaJ(2016).Effects of long-term drainage on microbial community composition vary between peatland types .Soil Biology & Biochemistry,92, 16-26. DOI:10.1016/j.soilbio.2015.09.017URL [本文引用: 3]
WangSQ,YuGR(2008).Ecological stoichiometry characteristics of ecosystem carbon, nitrogen and phosphorus elements .Acta Ecologica Sinica,28, 3937-3947. [本文引用: 1]
WangYT,LiJP,JingL,ZhangY,ZhangJ(2020).Effects of different precipitation treatments on soil ecological chemistry and microbial diversity in the Loess Plateau .Acta Ecologica Sinica,40, 1517-1531. [本文引用: 2]
XiangS,GuoRQ,WuN,SunSC(2009).Current status and future prospects of Zoige Marsh in Eastern Qinghai-Tibet Plateau .Ecological Engineering,35, 553-562. DOI:10.1016/j.ecoleng.2008.02.016URL [本文引用: 1]
YangG,ChenH,WuN,TianJQ,PengCH,ZhuQA,ZhuD,HeYX,ZhengQY,ZhangCB(2014).Effects of soil warming, rainfall reduction and water table level on CH4 emissions from the Zoige peatland in China .Soil Biology & Biochemistry,78, 83-89. DOI:10.1016/j.soilbio.2014.07.013URL [本文引用: 2]
YangG,TianJQ,ChenH,JiangL,ZhanW,HuJ,ZhuEX,PengCH,ZhuQA,ZhuD,HeYX,LiMX,DongFQ(2019).Peatland degradation reduces methanogens and methane emissions from surface to deep soils .Ecological Indicators,106, 105488. DOI:10.1016/j.ecolind.2019.105488. DOI:10.1016/j.ecolind.2019.105488URL [本文引用: 4]
YangGR,TongCL,ZhangWJ,WuJS(2005).Decomposition of organic matter by soil microorganisms in terrestrial carbon cycling and its influence factors .Chinese Journal of Soil Science,36, 605-609. [本文引用: 1]
YangWG,ZiHB,ChenKY,AdeLJ,HuL,WangX,WangGX,WangCT(2019).Ecological stoichiometric characteristics of shrubs and soils in different forest types in Qinghai, China .Chinese Journal of Plant Ecology,43, 352-364. DOI:10.17521/cjpe.2018.0326URL [本文引用: 1]
YaoF,YangS,WangZR,WangX,YeJ,WangXG,DeBruynJM,FengX,JiangY,LiH(2017).Microbial taxa distribution is associated with ecological trophic cascades along an elevation gradient .Frontiers in Microbiology,8, 2071. DOI:10.3389/fmicb.2017.02071. DOI:10.3389/fmicb.2017.02071URL [本文引用: 1]
YaoMJ,RuiJP,LiJB,DaiYM,BaiYF,HeděnecP,WangJM,ZhangSH,PeiKQ,LiuC,WangYF,FrouzJ,LiXZ(2014).Rate-specific responses of prokaryotic diversity and structure to nitrogen deposition in the Leymus chinensis steppe .Soil Biology & Biochemistry,79, 81-90. DOI:10.1016/j.soilbio.2014.09.009URL [本文引用: 1]
ZhaiSQ,ShiCG,DuLS,GuB,WangM(2015).Effect on CO2 emissions of water tables and soil temperatures in zoigê peatlands .Wetland Science,13, 332-337. [本文引用: 1]
ZhangGS,TianJQ,JiangN,GuoXP,WangYF,DongXZ(2008).Methanogen community in Zoige wetland of Tibetan Plateau and phenotypic characterization of a dominant uncultured methanogen cluster ZC-I .Environmental Microbiology,10, 1850-1860. DOI:10.1111/j.1462-2920.2008.01606.xURL [本文引用: 1]
ZhangKP,ShiY,JingX,HeJS,SunRB,YangYF,ShadeA,ChuHY(2017).Corrigendum: effects of short-term warming and altered precipitation on soil microbial communities in alpine grassland of the Tibetan Plateau .Frontiers in Microbiology,8, 1032. DOI:10.3389/fmicb.2016.01032. DOI:10.3389/fmicb.2016.01032URL [本文引用: 2]
ZhangNL,LiuWX,YangHJ,YuXJ,GutknechtJLM,ZhangZ,WanSQ,MaKP(2013).Soil microbial responses to warming and increased precipitation and their implications for ecosystem C cycling .Oecologia,173, 1125-1142. DOI:10.1007/s00442-013-2685-9URL [本文引用: 2]
ZhangNL,WanSQ,GuoJX,HanGD,GutknechtJ,SchmidB,YuL,LiuWX,BiJ,WangZ,MaKP(2015).Precipitation modifies the effects of warming and nitrogen addition on soil microbial communities in northern Chinese grasslands .Soil Biology & Biochemistry,89, 12-23. DOI:10.1016/j.soilbio.2015.06.022URL [本文引用: 1]
ZhangWT,WangJZ,HuZY,LiY,YanZQ,ZhangXD,WuHD,YanL,ZhangKR,KangXM(2020).The primary drivers of greenhouse gas emissions along the water table gradient in the Zoigê alpine peatland .Water, Air, & Soil Pollution,231, 1-12. [本文引用: 1]
ZhaoKY,HeCQ(2000).Influence of human activities on the mire in Zoige plateau and countermeasure .Scientia Geographica Sinica,20, 444-449. [本文引用: 1]
ZhongQP,ChenH,LiuLF,HeYX,ZhuD,JiangL,ZhanW,HuJ(2017).Water table drawdown shapes the depth-dependent variations in prokaryotic diversity and structure in Zoige peatlands .FEMS Microbiology Ecology,93, fix049. DOI:10.1093/femsec/fix049. DOI:10.1093/femsec/fix049 [本文引用: 3]
Microbial communities in natural and disturbed peatlands: a review 1 2013
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
Production and consumption of methane in freshwater lake ecosystems 1 2011
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data 1 2010
Diurnal variation of methane emissions from an alpine wetland on the eastern edge of Qinghai-Tibetan Plateau 1 2010
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
The carbon stock of alpine peatlands on the Qinghai- Tibetan Plateau during the Holocene and their future fate 5 2014
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... ; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... )等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 若尔盖泥炭地位于青藏高原东北部的低纬度区域, 受高原寒冷气候影响, 常年寒冷潮湿, 年平均气温1.5 ℃, 年降水量为720 mm, 年蒸发量为1 200 mm.若尔盖泥炭地的泥炭厚度达6.0 m, 平均深度为1.39 m.若尔盖退化泥炭地面积约为1 426 km2 (Chen et al., 2014), 植被盖度约87%, 主要优势植物为木里薹草(Carex muliensis)和西藏嵩草(Kobresia tibetica)(Yang et al., 2014), 土壤类型主要是草甸土和泥炭沼泽土(Xiang et al., 2009). ...
Response of the soil microbial community to changes in precipitation in a semiarid ecosystem 1 2012
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Toward an ecological classification of soil bacteria 1 2007
... 微生物是陆地生态系统中有机质分解和转化过程的主要驱动者, 为了满足微生物自身的生存、生长和繁殖, 需要不断从土壤基质中获取相关营养物质和能量(杨钙仁等, 2005).与王誉陶等(2020)的研究结果相似, 相关性和RDA显示SOC含量、C:P和N:P等因素与微生物群落结构变异显著关联(图4), 表明微生物类群与组成严重依赖于土壤养分状况.依据共-寡营养理论(Fierer et al., 2007), 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均属于共营养微生物, 主要采用r选择策略来驱动对资源可利用性的快速响应, 并对N的需求相对较大(Fierer et al., 2012); 疣微菌属于寡营养微生物, 对资源可利用性采用K选择策略(Fierer et al., 2012).在本研究中, 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均与SOC和TN含量显著正相关, 这与Yao等(2017)的研究结果相似; 而疣微菌丰度变化主要与pH与水位状况间存在显著负相关关系, 与土壤养分含量并无密切联系, 这暗示着甲烷好氧氧化潜力可能受土壤pH和水位的影响.上述结果表明水位恢复可以改变环境营养状态进而改变微生物的生活史策略(Urbanová & Bárta, 2016). ...
Comparative metagenomic, phylogenetic and physiological analyses of soil microbial communities across nitrogen gradients 2 2012
... 微生物是陆地生态系统中有机质分解和转化过程的主要驱动者, 为了满足微生物自身的生存、生长和繁殖, 需要不断从土壤基质中获取相关营养物质和能量(杨钙仁等, 2005).与王誉陶等(2020)的研究结果相似, 相关性和RDA显示SOC含量、C:P和N:P等因素与微生物群落结构变异显著关联(图4), 表明微生物类群与组成严重依赖于土壤养分状况.依据共-寡营养理论(Fierer et al., 2007), 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均属于共营养微生物, 主要采用r选择策略来驱动对资源可利用性的快速响应, 并对N的需求相对较大(Fierer et al., 2012); 疣微菌属于寡营养微生物, 对资源可利用性采用K选择策略(Fierer et al., 2012).在本研究中, 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均与SOC和TN含量显著正相关, 这与Yao等(2017)的研究结果相似; 而疣微菌丰度变化主要与pH与水位状况间存在显著负相关关系, 与土壤养分含量并无密切联系, 这暗示着甲烷好氧氧化潜力可能受土壤pH和水位的影响.上述结果表明水位恢复可以改变环境营养状态进而改变微生物的生活史策略(Urbanová & Bárta, 2016). ...
Peatlands in the Earth’s 21st century climate system 1 2011
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
Pathways for methanogenesis and diversity of methanogenic Archaea in three boreal peatland ecosystems 1 2005
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
地下水位和土壤温度对若尔盖泥炭地CH4排放的影响 1 2016
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Methanotrophic bacteria 2 1996
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Effects of water regime on archaeal community composition in Arctic soils 2 2006
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
Methane oxidation at 55 degrees C and pH 2 by a thermoacidophilic bacterium belonging to the Verrucomicrobia Phylum 1 2008
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Effects of short- and long-term water-level drawdown on the populations and activity of aerobic decomposers in a boreal peatland 1 2007
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
Variation in the soil prokaryotic community under simulated warming and rainfall reduction in different water table peatlands of the Zoige plateau 3 2020
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
... ), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Peatlands and the carbon cycle: from local processes to global implications—A synthesis 1 2008
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
Water table drawdown reshapes soil physicochemical characteristics in Zoige peatlands 3 2018
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... ), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Metabolic, phylogenetic, and ecological diversity of the methanogenic Archaea 1 2008
Contribution of soil variables to bacterial community composition following land use change in Napahai plateau wetlands 1 2019
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
若尔盖高原湿地不同退化阶段的土壤细菌群落多样性 1 2011
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Response of archaeal communities to water regimes under simulated warming and drought conditions in Tibetan Plateau wetlands 2 2015
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Effects of long-term drainage on microbial community composition vary between peatland types 3 2016
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... ), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 微生物是陆地生态系统中有机质分解和转化过程的主要驱动者, 为了满足微生物自身的生存、生长和繁殖, 需要不断从土壤基质中获取相关营养物质和能量(杨钙仁等, 2005).与王誉陶等(2020)的研究结果相似, 相关性和RDA显示SOC含量、C:P和N:P等因素与微生物群落结构变异显著关联(图4), 表明微生物类群与组成严重依赖于土壤养分状况.依据共-寡营养理论(Fierer et al., 2007), 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均属于共营养微生物, 主要采用r选择策略来驱动对资源可利用性的快速响应, 并对N的需求相对较大(Fierer et al., 2012); 疣微菌属于寡营养微生物, 对资源可利用性采用K选择策略(Fierer et al., 2012).在本研究中, 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均与SOC和TN含量显著正相关, 这与Yao等(2017)的研究结果相似; 而疣微菌丰度变化主要与pH与水位状况间存在显著负相关关系, 与土壤养分含量并无密切联系, 这暗示着甲烷好氧氧化潜力可能受土壤pH和水位的影响.上述结果表明水位恢复可以改变环境营养状态进而改变微生物的生活史策略(Urbanová & Bárta, 2016). ...
... 微生物是陆地生态系统中有机质分解和转化过程的主要驱动者, 为了满足微生物自身的生存、生长和繁殖, 需要不断从土壤基质中获取相关营养物质和能量(杨钙仁等, 2005).与王誉陶等(2020)的研究结果相似, 相关性和RDA显示SOC含量、C:P和N:P等因素与微生物群落结构变异显著关联(图4), 表明微生物类群与组成严重依赖于土壤养分状况.依据共-寡营养理论(Fierer et al., 2007), 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均属于共营养微生物, 主要采用r选择策略来驱动对资源可利用性的快速响应, 并对N的需求相对较大(Fierer et al., 2012); 疣微菌属于寡营养微生物, 对资源可利用性采用K选择策略(Fierer et al., 2012).在本研究中, 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均与SOC和TN含量显著正相关, 这与Yao等(2017)的研究结果相似; 而疣微菌丰度变化主要与pH与水位状况间存在显著负相关关系, 与土壤养分含量并无密切联系, 这暗示着甲烷好氧氧化潜力可能受土壤pH和水位的影响.上述结果表明水位恢复可以改变环境营养状态进而改变微生物的生活史策略(Urbanová & Bárta, 2016). ...
Current status and future prospects of Zoige Marsh in Eastern Qinghai-Tibet Plateau 1 2009
... 若尔盖泥炭地位于青藏高原东北部的低纬度区域, 受高原寒冷气候影响, 常年寒冷潮湿, 年平均气温1.5 ℃, 年降水量为720 mm, 年蒸发量为1 200 mm.若尔盖泥炭地的泥炭厚度达6.0 m, 平均深度为1.39 m.若尔盖退化泥炭地面积约为1 426 km2 (Chen et al., 2014), 植被盖度约87%, 主要优势植物为木里薹草(Carex muliensis)和西藏嵩草(Kobresia tibetica)(Yang et al., 2014), 土壤类型主要是草甸土和泥炭沼泽土(Xiang et al., 2009). ...
Effects of soil warming, rainfall reduction and water table level on CH4 emissions from the Zoige peatland in China 2 2014
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 若尔盖泥炭地位于青藏高原东北部的低纬度区域, 受高原寒冷气候影响, 常年寒冷潮湿, 年平均气温1.5 ℃, 年降水量为720 mm, 年蒸发量为1 200 mm.若尔盖泥炭地的泥炭厚度达6.0 m, 平均深度为1.39 m.若尔盖退化泥炭地面积约为1 426 km2 (Chen et al., 2014), 植被盖度约87%, 主要优势植物为木里薹草(Carex muliensis)和西藏嵩草(Kobresia tibetica)(Yang et al., 2014), 土壤类型主要是草甸土和泥炭沼泽土(Xiang et al., 2009). ...
Peatland degradation reduces methanogens and methane emissions from surface to deep soils 4 2019
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... ; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
人类活动干扰对若尔盖高原沼泽土、泥炭土资源影响的研究 1 2001
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Microbial taxa distribution is associated with ecological trophic cascades along an elevation gradient 1 2017
... 微生物是陆地生态系统中有机质分解和转化过程的主要驱动者, 为了满足微生物自身的生存、生长和繁殖, 需要不断从土壤基质中获取相关营养物质和能量(杨钙仁等, 2005).与王誉陶等(2020)的研究结果相似, 相关性和RDA显示SOC含量、C:P和N:P等因素与微生物群落结构变异显著关联(图4), 表明微生物类群与组成严重依赖于土壤养分状况.依据共-寡营养理论(Fierer et al., 2007), 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均属于共营养微生物, 主要采用r选择策略来驱动对资源可利用性的快速响应, 并对N的需求相对较大(Fierer et al., 2012); 疣微菌属于寡营养微生物, 对资源可利用性采用K选择策略(Fierer et al., 2012).在本研究中, 变形菌、拟杆菌和厚壁菌均与SOC和TN含量显著正相关, 这与Yao等(2017)的研究结果相似; 而疣微菌丰度变化主要与pH与水位状况间存在显著负相关关系, 与土壤养分含量并无密切联系, 这暗示着甲烷好氧氧化潜力可能受土壤pH和水位的影响.上述结果表明水位恢复可以改变环境营养状态进而改变微生物的生活史策略(Urbanová & Bárta, 2016). ...
Rate-specific responses of prokaryotic diversity and structure to nitrogen deposition in the Leymus chinensis steppe 1 2014
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响 1 2015
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响 1 2015
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Methanogen community in Zoige wetland of Tibetan Plateau and phenotypic characterization of a dominant uncultured methanogen cluster ZC-I 1 2008
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Corrigendum: effects of short-term warming and altered precipitation on soil microbial communities in alpine grassland of the Tibetan Plateau 2 2017
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Soil microbial responses to warming and increased precipitation and their implications for ecosystem C cycling 2 2013
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
... ).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
Precipitation modifies the effects of warming and nitrogen addition on soil microbial communities in northern Chinese grasslands 1 2015
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...
The primary drivers of greenhouse gas emissions along the water table gradient in the Zoigê alpine peatland 1 2020
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
人类活动对若尔盖高原沼泽的影响与对策 1 2000
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
人类活动对若尔盖高原沼泽的影响与对策 1 2000
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
Water table drawdown shapes the depth-dependent variations in prokaryotic diversity and structure in Zoige peatlands 3 2017
... 微生物是生态系统有机质分解过程的主要驱动者, 其在碳循环过程中发挥重要作用(Urbanová & Bárta, 2016; Lu et al., 2019).泥炭地面积只占陆地总面积的3% (Limpens et al., 2008; Frolking et al., 2011), 却是全球最大的陆地生态系统碳库.由于泥炭地长期处于淹水和低温环境, 这将会抑制有机质的快速好氧分解, 而促进缓慢的厌氧分解(Urbanová & Bárta, 2016), 使其成为一个重要的碳汇(Chen et al., 2014).在气候变化和人类活动的剧烈影响下, 泥炭地及其生态功能呈现不断衰退的趋势, 水位下降是其退化的关键特征(Yang et al., 2019).研究表明土壤水分状况变化通常会显著影响微生物群落结构(Høj et al., 2006; Chen et al., 2014; Liu et al., 2018).一方面, 水位下降会通过增加泥炭地好氧层的厚度, 进而改变微生物丰度(Jaatinen et al., 2007).例如, 水位降低会让若尔盖泥炭地深层土壤暴露在好氧环境中, 显著改变原核微生物的组成与结构(Zhong et al., 2017), 这将会加速泥炭地的碳降解(Liu et al., 2018).另一方面, 水位下降还会通过改变有机碳(SOC)、总氮(TN)含量和pH等土壤理化性质来调控微生物群落结构变异(Yao et al., 2014).因此, 水位波动状况下的微生物群落响应敏感性将会潜在改变泥炭地CO2排放特征, 进而影响泥炭地的碳循环平衡与碳汇功能(Andersen et al., 2013). ...
... 青藏高原高寒湿地是全球气候变化的敏感区域, 气候变化和人类活动共同主导下的水位下降是导致该区域泥炭地持续退化的主要原因(Chen et al., 2010).若尔盖泥炭地是中国分布面积最大的泥炭区, 其面积为4 605 km2, 碳储量约为0.48 Pg, 在调节区域气候变化中发挥着重要作用(Chen et al., 2014).从1960s以来若尔盖泥炭地逐渐呈现出退化态势(唐杰等, 2011), 近年来气候变暖、过度放牧、开沟排水(赵魁义和何池全, 2000; 杨永兴和王世岩, 2001; Liu et al., 2018; Yang et al., 2019)等活动更是加剧了泥炭地退化趋势, 导致若尔盖地区大面积的泥炭地处于退化状态(Chen et al., 2014).基于此, 目前在该地区开展了大量关于水位下降影响土壤微生物群落结构(Tian et al., 2015; Zhang et al., 2017; Yang et al., 2019)和温室气体通量(Yang et al., 2014; 翟生强等, 2015; 高燕等, 2016; Zhang et al., 2020)的研究.Zhong等(2017)发现若尔盖泥炭地的水位下降会减少土壤微生物α多样性, 且水位下降会影响原核微生物在土层中的垂直分布.Li等(2020)发现水位会显著影响泥炭地原核微生物群落结构.Yang等(2019)研究发现产甲烷菌的丰度随着泥炭地退化程度加剧而逐渐下降.Tian等(2015)对青藏高原泥炭地的研究发现土壤表层中古菌的丰度随水位下降而降低, 表明水位可能是直接影响古菌群落相对丰度的因子.虽然维持较高水位是发挥泥炭地稳定碳汇功能的重要基础, 水位恢复也是退化泥炭地生态功能恢复和可持续管理中最为常见的关键措施, 但是关于若尔盖退化泥炭地土壤原核微生物群落对水位恢复的响应仍然缺乏研究, 相关响应机制尚不清楚.揭示泥炭地恢复过程中的微生物响应特征对于退化泥炭地生态系统的功能恢复和可持续性管理有着重要理论指导意义.因此, 本研究设置了对照和两个水位恢复水平实验, 试图揭示短期水位恢复如何改变退化泥炭地土壤原核微生物群落结构与多样性, 并探讨了微生物群落响应的影响因素及其对泥炭地碳与养分循环的潜在改变, 以期为若尔盖退化泥炭地的生态恢复和管理提供科学理论依据. ...
... 与其他研究结果(Zhang et al., 2013, 2017; Li et al., 2020)相似, 本研究也发现1年时间的短期水位恢复并没有显著改变退化泥炭地土壤原核微生物群落的α多样性(表2).这可能是退化泥炭地中的土壤原核微生物已经适应了波动性水分状况(Zhang et al., 2013), 导致1年短期水位恢复处理下的微生物群落多样性响应仍然滞后(Li et al., 2020).微生物群落结构通常对水分变化的响应十分敏感(Zhang et al., 2015).与大多数研究结果(Cregger et al., 2012; Zhong et al., 2017)一致, 本研究也发现了水位与广古菌门(Euryarchaeota)和α变形菌丰度变化分别呈现正和负相关关系.由于广古菌门的产甲烷菌在甲烷产生中的作用(Zhang et al., 2008; Borrel et al., 2011), 以及α变形菌在甲烷好氧氧化过程中的作用(Hanson & Hanson, 1996), 广古菌门和α变形菌相对丰度分别呈现的减小和增大趋势可能会导致泥炭地甲烷排放量减少.好氧甲烷氧化菌是一种利用甲烷作为唯一碳源和能源的微生物类群, 其对甲烷氧化的过程是以甲烷单加氧酶(MMOs)引发的(Hanson & Hanson, 1996), 2007年在疣微菌门发现了甲烷好氧氧化菌(Islam et al., 2008).群落结构分析(图1, 图2)表明水位恢复显著降低了疣微菌门和纲水平的Spartobacteria相对丰度, 这表明在退化泥炭地水位恢复早期阶段, 甲烷好氧氧化菌对甲烷的氧化能力可能会随之降低. ...