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近期有一篇发表在PNAS(IF11.1)的文章“Deforestation impacts soil biodiversity and ecosystem services worldwide”利用文献数据结合抽样验证法通过细菌、真菌多营养级联合分析策略对多种土壤变量对毁林的响应进行证实研究。 发表日期2024年3月26日 DOI:10.1073/pnas.2318475121
研究背景 森林砍伐已然对全球造成威胁。而目前对毁林后土壤生物多样性及其生态系统影响知之甚少。研究使用前人相关文献数据再结合抽样验证对毁林后土壤生物多样性和功能指标响应进行深入研究 研究方法
结合154篇文献构建了696个森林转变相关数据(包括土壤属性、微生物多样性、生态系统服务结合实地抽样实验细菌PRJNA1033779和真菌PRJNA1033814研究土壤生物多样性和功能指标对森林砍伐的响应。 图 研究地点的全球分布从原始森林到种植园、草原和农田的转变 图 技术路线图
主要结果 1、毁林导致细菌多样性显著增加而真菌多样性降低
与原生森林相比农田中的真菌和细菌群落差异较小表明农业干预导致了土壤微生物群落的均质化。 图 原生林转换对土壤生物多样性的影响:(A)微生物多样性和(B)真菌群落
2、结合环境因子反应土壤微生物多样性对森林转化的响应
年平均温度MAT和干旱指数AI与真菌丰富度的变化呈负相关但与细菌丰富度对森林转化的响应变化呈正相关。 图 森林转换条件下环境因子对土壤生物多样性及功能的影响
3、毁林后细菌、真菌组成变化
门水平细菌群落组成结果显示拟杆菌门、变形菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和放线菌门的比例增大而酸杆菌和疣微菌门的丰度减少。真菌群落中担子菌门显著减少。 图 原生林转换对门水平细菌、真菌群落组成的影响
4、土壤关键性状与微生物多样性关系
原生林转换后细菌丰富度与土壤pH呈正相关真菌丰富度与土壤总磷呈正相关。在管理生态系统中磷输入是对植物-土壤共生产生最重要的负面影响的因素。 图 meta回归分析土壤关键性状响应比与微生物多样性之间的关系
5、原林转换后微生物多样性与土壤有机质分解的关系
森林砍伐对土壤有机质分解的响应与真菌丰富度呈负相关。有机质分解对毁林的响应与共生真菌的丰度呈正相关与真菌病原体的丰度呈负相关。 图 meta回归分析原林转换后微生物多样性响应比与土壤有机质分解的关系 研究总结
本研究森林转化后①土壤C、N、C:N显著下降而P、PH增加。②细菌多样性显著增加而真菌群落减少。③植物-土壤共生的能力减弱。④土壤有机质分解能力降低。均表明原始森林的砍伐威胁着全球土壤生物多样性及其提供生态系统服务的能力。 图7 原生森林向其他土地利用类型转换对土壤性质、微生物群落和功能影响模型
参考文献Deforestation impacts soil biodiversity and ecosystem services worldwide. PNAS,2024
原文链接:https://doi.org/10.1073/pnas.2318475121
