作為生物地球化學迴圈的“引擎”，土壤微生物在調節土壤肥力、植物生長和氣候變化等方面起到關鍵作用。作為土壤穩定碳庫的重要組成部分，微生物殘體碳佔土壤有機碳的比例可達約50%以上。因此，闡明土壤微生物的群落構建機制及其殘體碳的關鍵調控因素有助於探索土壤生態功能及其對全球變化的響應。目前，缺乏多營養級土壤生物群落構建機制以及不同土壤層次微生物殘體碳分佈特徵的系統性觀測證據。
中國科學院植物研究所楊元合研究組以青藏高原高寒草地為研究物件，基於樣帶調查，結合高通量測序、模型等手段，解析了不同營養級土壤生物群落的構建機制。研究發現，隨機過程主導高寒草地土壤生物群落構建，但其重要性在不同營養級之間存在差異，即隨著營養級升高，擴散限制作用減弱而生態漂變效應增強。在此基礎上，研究揭示了高寒草地土壤微生物殘體碳的分佈及其驅動因素，發現不同層次土壤微生物殘體碳的關鍵調控因素不同，即表層殘體碳受植物碳輸入和礦物保護的共同調控，而深層殘體碳則主要受礦物保護的影響。該研究拓展了學術界對於土壤生物群落構建機制和微生物殘體碳調控因素的認識，為提高地球系統模型對土壤生態功能的預測能力提供了依據。
相關研究成果分別發表在Global Change Biology和Environmental Microbiology上。中科院瀋陽應用生態研究所與生態環境研究中心參與部分工作。研究工作得到國家自然科學基金、第二次青藏高原綜合科學考察研究等的資助。
不同隨機過程影響土壤生物群落的相對重要性
不同土層微生物殘體碳的關鍵調控因素
來源：中國科學院植物研究所
