南京土壤所关于全球气候变化对土壤微生物影响研究取得进展

全球气候变化（例如增温和干旱加剧等）改变土壤微生物多样性和功能而影响陆地生态系统服务，因此揭示土壤微生物的响应和反馈有助于我们全面认识和预测全球气候变化对陆地生态系统的影响及其未来的变化趋势。全球气候变化对土壤微生物的研究已经开展多年，但多聚焦于局域或者区域尺度。全球尺度的研究能够涵盖多个生态系统，拥有更广的环境梯度范围以及更详尽的数据集，有助于生态多维度的简化和数据信噪比的提高。此外，近期研究越来越多的发现，微生物对环境变化的响应存在阈值效应，即并不是渐进式，更多的呈现（强度和方向）突变式响应。

基于以上认识和模型算法的突破，中国科学院南京土壤所研究员冯有智课题组联合西班牙塞维利亚自然资源和农业生物研究所、阿利坎特大学、德国综合生物多样性研究中心和澳大利亚西悉尼大学等研究单位，以空间换时间的方式，通过研究土壤有机质转化过程中一类关键功能微生物群，腐生真菌的地理学分布格局，来推测全球增温对微生物多样性及其生态功能的影响和可能的反馈。研究发现，温度非线性的控制了全球土壤腐生真菌地理学分布。其中，多个环境温度阈值影响全球土壤腐生真菌丰度变化，例如~9℃的年平均温度、~22℃的土壤温度以及~28℃的最热月份最高温度。一旦相应的环境温度跨过以上阈值，土壤腐生真菌丰度将急剧下降，而且此类现象在全球干旱地区更为敏感。鉴于与土壤异养呼吸释放CO₂量的正相关性，以及土壤碳含量也存在相近阈值，土壤腐生真菌丰度的陡降暗示了未来全球增温下，可能存在多个环境温度的突变点，会导致土壤微生物所驱动的元素地球化学循环过程出现多次断崖式崩塌，进而对陆地生态系统所带来不可预测的负面影响。基于上述认知，该研究绘制了首张全球土壤腐生真菌的分布图。该项研究工作拓展和细化了2020年初Science上发表的“Global ecosystem thresholds driven by aridity”（https://doi.org/10.1126/science.aay5958）文章中关于土壤微生物部分的内容。

相关研究成果在Global Change Biology上发表。

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