青藏高原拉萨河谷生物土壤结皮微生物群落地理格局及其对气候变化的碳氮源汇响应

这篇研究首次系统揭示了青藏高原（QTP）拉萨河谷生物土壤结皮（BSCs）的微生物群落组成与地理分布规律，通过多维度分析表明：地衣结皮随海拔升高成熟度增加，细菌群落主导48.2%的BSCs理化性质变异，总有机碳（TOC）和铵态氮（NH4+-N）分别是驱动真菌和光自养群落的核心因子。结合人工神经网络预测，在SSP585气候情景下BSCs的碳氮损失最高达41.4%和17.2%，表明其可能成为全球变暖的正反馈源。

　　

Highlight

青藏高原（QTP）拉萨河谷的生物土壤结皮（BSCs）展现出独特的地理分布模式：地衣结皮广泛分布且成熟度随海拔升高而增加。细菌和真菌群落呈现显著的距离衰减现象（p < 0.05），垂直距离驱动的环境过滤作用主导了群落组装。细菌群落解释了BSCs理化性质48.2%的变异，结构方程模型显示海拔是核心驱动力——细菌组成直接影响养分水平，而总有机碳（TOC）和铵态氮（NH₄⁺-N）分别是调控真菌和光自养群落的关键因子。

研究区域

拉萨河（90°05′–93°20′E, 29°20′–31°15′N）横跨青藏高原中部，全长500公里，流域面积32,558 km²。其源头位于念青唐古拉山南坡（海拔5200米），最终在拉萨曲水县（海拔3560米）汇入雅鲁藏布江。

BSCs的理化特性

采样期间，拉萨河谷平均氧含量12.7%，土壤温度9.7°C，湿度13.4%。BSCs呈棕黑色，厚度1–10毫米，pH中性（6.0–7.6）。其中总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量显著高于底层土壤，凸显其"营养库"功能。

类型与微生物特征

地衣结皮在高海拔区更成熟，可能与印度洋暖湿气流输送有关。细菌（如蓝藻门Cyanobacteria）和真菌（如子囊菌门Ascomycota）群落的空间变异主要受垂直距离影响，而海拔通过调控温度、降水和养分有效性间接塑造微生物网络。

结论

本研究首次阐明拉萨河谷BSCs的地理格局，预测在SSP585情景下TOC和TN将损失41.4%和17.2%，揭示BSCs可能从碳汇转变为碳源。这些发现为理解"第三极"微生物-气候互作提供了新视角。