中科院版纳植物园副研究员以第一作者在国际期刊(IF=12.4)发文揭示全球变化对球囊霉素的影响及其对陆地生态系统土壤碳固存的启示

学术   2024-10-24 12:18   法国  

经济-社会的快速发展、人口的不断增长给土地资源造成了巨大压力,而农业的集约化也导致了普遍的土壤退化(如土壤侵蚀、水土养分流失、重金属及有机物污染等)。据统计,全球大约有25%的土地严重退化,有50%的土地由于人为活动而中度退化,使得当前和未来的粮食安全受到了严重威胁。因此,退化土地的可持续修复是满足全球粮食需求的重要举措。利用有益微生物,特别是丛枝菌根真菌(AMF)进行土壤改良,无疑是一种行之有效的手段和方法。研究表明,AMF可产生球囊霉素Glomalin),有助于促进土壤有机碳(SOC)固存、缓解土壤退化过程。然而,对Glomalin的研究比较分散、不系统,特别是Glomalin相关土壤蛋白(GRSP)对全球变化因子(GCF)的响应方面尚未可知。

中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)的研究人员通过整合全球500余个观测案例,采用Meta方法解析了气候变化、生物入侵、土地利用变化等对陆地生态系统Glomalin相关土壤蛋白不同组分的影响。结果表明:CO2升高、氮磷添加、氮磷钾添加分别增加了28%40%30%的总GRSP,但氮添加对其无显著影响。然而,城市化及干旱使总GRSP分别降低26%15%;自然生态系统转变为农田减少40%的总GRSP,而农田植被恢复则使GRSP增加32%。植物入侵、野火和磷添加对GRSP无显著影响,可能是因为AMF活性变化较小以及相反过程的影响抵消。当在湿润条件和富含粘粒土壤类型下进行中长期研究时,GCFGRSP的影响非常强烈,GRSP的增加还与AMF在根系上定殖、土壤粒级及SOC含量呈正相关。此外,结构方程模型分析发现GCF通过改变AMF-GRSP产量直接影响了SOC固存,并间接影响了土壤团聚体对SOC的保护作用,这表明优化GRSP产量可以增强SOC的固存。

相关结果以Unraveling the impact of global change on glomalin and implications for soil carbonstorage in terrestrial ecosystems为题,发表在国际期刊Resources,Environment and Sustainability上。版纳植物园生态水文研究组Singh Ashutosh Kumar副研究员为第一、通讯作者,刘文杰研究员、朱习爱副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(面上、外国青年学者项目)、云南省应用基础研究计划、云南省“兴滇人才”等项目的资助。

球囊霉素(Glomalin相关土壤蛋白对全球变化的响应

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