土壤因素和根际细菌群落组成对Caragana korshinskii人工林土壤多功能性的调控作用

《Plant and Soil》：Regulatory effects of soil factors and rhizosphere bacterial community composition on soil multifunctionality in Caragana korshinskii artificial plantations

高海拔沙漠生态修复中，沙棘人工林种植显著提升土壤多功能性，尤以35年和50年种植效果最佳。研究显示土壤细菌OTU丰富度与多功能性正相关（p<0.05），而真菌OTU丰富度、Chao1指数则呈强正相关（p<0.001）。土壤pH和密度负向影响多功能性，且rhizosphere细菌群落组成起关键调控作用。

　　

摘要

背景

高海拔沙漠生态系统非常脆弱，种植Caragana korshinskii是生态恢复的关键措施，能有效改善土壤质量、减少风蚀、固定沙土并节约水资源。然而，种植园的建立如何影响土壤微生物群落介导的多功能性调节仍不清楚。

方法

本研究调查了在高山沙地区域，经过六个种植年份（0年、5年、15年、25年、35年、50年）后，土壤和根际微生物群落特征对土壤多功能性的影响。

结果

结果显示，与对照组（CK）和5年种植区相比，35年和50年种植区的土壤多功能性显著更高。线性混合效应模型显示，土壤细菌OTU（操作分类单元）的丰富度与土壤多功能性之间存在显著正相关（p < 0.05）；而香农多样性指数和皮尔娄均匀度指数与土壤多功能性之间存在显著负相关（p < 0.05）。值得注意的是，土壤真菌OTU的丰富度和Chao1指数也与土壤多功能性显著正相关（p < 0.001）。此外，某些土壤细菌门类（Bdellovibrionota和MBNT15）、根际细菌（Bdellovibrionota和Nitrospirota）以及土壤因素（pH值和土壤容重）与土壤多功能性显著负相关（p < 0.05）。结构方程模型表明，土壤因素对土壤多功能性有直接影响（p < 0.01），其次是根际细菌群落的组成。

结论

我们的研究表明，土壤因素和根际微生物群落组成对Caragana korshinskii人工种植园建立的响应对于维持高山沙地区域的土壤多功能性至关重要。我们建议加强对根际微环境的研究，这将为制定系统的沙漠化防治方法提供关键见解。