镉胁迫影响火山土壤中的微生物群落：对生态系统多功能性的启示

《Pedosphere》：Cadmium stress shapes microbial communities in volcanic soils: Implications for ecosystem multifunctionality

镉污染对火山土壤微生物群落结构和生态系统多功能性的影响研究，基于不同距离（20/40/60米）的采样分析，发现稀有物种α多样性显著高于优势物种，细菌和真菌群落受随机过程驱动，稀有物种生态位宽度及稳定性更优。优势物种与土壤有机质、氮磷等养分正相关，稀有物种对重金属抗性及养分循环更敏感，且在生态功能上呈现负相关。研究强调需综合考虑优势与稀有物种的生态系统多功能性评估。

　　

叶崔|徐道龙|戴一鸣|徐倩倩|王博彦|罗五梅|李彤|李晓宇|陈金

安徽农业大学生命科学学院，合肥230036（中国）

摘要

镉（Cd）污染对土壤生态系统和人类福祉有着显著影响。然而，关于高浓度镉对火山环境中土壤微生物群落和生态系统的影响仍缺乏了解。在这项研究中，我们选择了距离努山湖20米、40米和60米三个区域，来研究土壤微生物群落的结构和组成以及镉污染对生态系统多功能性的影响。研究结果表明，在细菌和真菌群落中，稀有类群的α多样性显著高于丰富类群（P < 0.0001）。细菌和真菌类群的丰度受随机过程驱动，而异质选择仅出现在稀有真菌类群中。在细菌和真菌群落中，稀有类群的生态位宽度和群落稳定性显著高于丰富类群。三个地点的细菌绝对丰度（16S rRNA基因拷贝数）存在显著差异（P < 0.0001）。丰富类群与土壤养分呈正相关，而稀有类群对碳（C）、氮（N）和磷（P）循环及重金属的抗性更为敏感。丰富类群与土壤有机碳（SOC）、总氮（TN）、可用氮（AAP）、脲酶（UE）、碳酸酶（CAT）和铝磷酸酶（ALP）等功能呈正相关，而稀有类群则呈现负相关。相反，cbbLR、amoA、phoD、Pb、Cd、Cu和pH则表现出相反的作用。总体而言，我们的研究结果强调了在研究镉污染土壤栖息地中的丰富类群和稀有类群时，考虑生态系统多功能性的重要性。