埃塞俄比亚教堂森林及其邻近生境中土壤原核生物群落结构和功能的比较分析

《Scientific Reports》：Comparative analysis of soil prokaryotic community structure and function in Ethiopian Church Forests and adjacent habitats

　　

摘要

土壤微生物对生态系统功能至关重要，然而栖息地退化如何影响干旱山地森林（DAFs）中微生物群落的结构和功能潜力仍知之甚少。本研究调查了埃塞俄比亚干旱山地森林中五种不同栖息地下的原核生物群落，这些栖息地代表了不同的干扰程度：教堂森林、国有森林、社区管理的森林、灌木丛和农田。通过下一代测序技术，我们分析了原核生物群落的组成、多样性、组装过程以及预测的功能特征。在干扰较小的森林中，放线菌门（Actinobacteriota）和古菌门（Crenarchaeota）的数量较多；而在受干扰的栖息地中，微生物群落更倾向于出现与压力条件相关的类群。教堂森林和国有森林的α多样性低于灌木丛和农田，这表明环境因素对微生物群落具有筛选作用，并且栖息地特化物种占据主导地位。不同栖息地之间的群落组成存在显著差异，这些差异与土壤性质、林分特征及指示树种有关。确定性过程解释了大部分群落更替现象（81%），说明环境对微生物群落具有很强的塑造作用；在森林中主要表现为均匀选择机制，而在受干扰的栖息地中则同时存在确定性和随机性过程。预测的功能特征表明，与氮循环相关的过程（如氨氧化和硝化作用）发生了变化，尽管这些变化并不能直接反映微生物的实际活性。总体而言，栖息地退化会导致原核生物群落结构和组成的改变，这凸显了保护完整森林以及支持干旱生态系统恢复工作的重要性。