土壤微生物高度多样化，在调节生物地球化学循环过程和维持生态系统功能方面发挥着关键作用。了解土壤微生物的高程分布模式及其驱动机制对于了解气候变化和人为干扰对陆地生态系统的影响至关重要。本研究表明，紫金山土壤细菌群落沿较小的海拔梯度明显不同，并且土壤 pH 值是群落变化的最重要驱动因素。研究人员的发现发表在 2021 年 12 月 23 日的《土壤生态学快报》上。
中国科学院土壤研究所褚海燕团队对森林土壤微生物群落高程分布进行了一系列研究，获得了许多有趣的发现。例如，他们首次发现土壤 pH 值是驱动大海拔尺度森林土壤细菌群落垂直分布的关键因素。他们还发现土壤微生物和植物之间的分布模式不同，这表明个体生物的体型主要影响海拔多样性模式。然而，小海拔范围内的模式和驱动因素尚不清楚。
朱教授说：“我们选择研究位于南京的紫金山，这是一座城市公园山，每天都有大量游客来这里休闲娱乐。与以往的大海拔研究不同，这里的总高差采样点只有300 m，因此紫金山为小海拔尺度的微生物分布研究提供了一个合适的高质量平台。
在这项研究中，他们发现变形菌是山顶土壤中的优势菌门，而酸杆菌在山脚下占优势。这一发现与微生物的生态功能密切相关，因为具有有机物降解功能的酸杆菌可能更喜欢低海拔的酸性栖息地，那里的土壤环境是富氧和酸性的。然而，具有多种生态过程的变形菌可能更适合土壤条件复杂的高海拔混交林区。此外，他们发现土壤pH值是土壤细菌沿小海拔梯度分布的最重要驱动因素。
“我们还利用分子生态网络的方法，在高程尺度上推断土壤微生物的共存模式，从种间相互作用的角度了解土壤微生物的高程分布模式，”朱教授说。土壤细菌群落的度数和中介中心性在不同海拔高度之间存在显着差异，表明存在独特的生物相互作用。确定了共生网络中的关键物种，为通过关键物种调控来管理土壤生态功能提供了进一步的信息。
“该研究是我们对土壤微生物从大到小海拔尺度垂直分布的理解的延伸，增加了我们对小海拔尺度背景下土壤细菌群落分布模式和物种共存关系的理解。”
土壤与我们的生活息息相关;它对粮食安全、水安全和整个生态系统健康至关重要。监测和保护土壤生物多样性比以往任何时候都更重要。
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参考文献：刘旭，滕阳，于石，朱一辰，何木林，赵云科，Jonathan M. Adams，褚海燕。紫金山小尺度海拔梯度土壤细菌群落组成和共生网络的强划分。土壤生态快报, 2021, 3(4): 290‒302https://doi.org/10.1007/s42832-021-0122-2
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