gcd基因在毛乌素沙地植被恢复中驱动土壤磷有效化的关键作用

毛乌素沙地植被恢复过程中，土壤磷有效性受限制约生态修复。研究人员通过分析不同植被类型下磷组分与微生物基因的关联，发现gcd基因（关联放线菌和变形菌门）显著促进中稳性磷向有效磷转化，且与NaOH-Pi及AP含量强烈相关（p<0.01），揭示了微生物基因调控磷循环的关键机制，为荒漠化治理提供科学依据。

　　

磷（P）是陆地生态系统中限制植物生长和微生物代谢的关键养分，而全球磷储量的枯竭对土壤养分循环构成挑战。本研究探讨了毛乌素沙地不同植被恢复类型（裸露沙地CK、草地GL、灌木地SL、草灌地GSL和林地FL）中土壤磷组分及相关微生物群落的变化机制。GSL和FL恢复类型表现出更高的土壤有机碳（SOC）水平和酶活性，表明其微生物活性和养分利用效率更高。磷转化微生物基因的分布因植被类型而异：phoD基因在GSL中丰度最高，而gcd基因在SL中最为富集。相关性分析显示，gcd基因（与放线菌门Actinobacteria和变形菌门Proteobacteria相关）与中稳性磷酸盐向植物有效磷形式的转化密切相关。Mantel检验结果表明，phoD基因丰度与SOC含量显著相关（p<0.05），而gcd基因丰度与NaOH-Pi强烈相关（p<0.01），且与有效磷（AP）含量显著相关（p<0.05）。这些关联强调了特定基因在提升土壤磷有效性和养分循环中的关键作用。本研究凸显了策略性植被恢复（尤其是GSL和FL）可有效改善土壤养分状态和微生物功能，为荒漠化区域的生态恢复和可持续土地管理提供了重要科学见解。