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姜涵在Plant and Soil发表陆地-水生微生物群落合减缓森林溪流凋落物分解研究成果

来源: 生态研究中心 发布时间: 2025/8/5 11:34:00 查看:

       河岸带是土壤和河流系统之间的重要界面区域。包括溪流在内的水生生态系统与其岸边陆地生态系统不断进行着物质、能量及生物的交换,陆地微生物与溪流微生物的融合在此过程中频繁发生。陆地凋落物是溪流生态系统非常重要的资源补贴,河岸带落叶有直接落入水体(纵向输入)和经过陆地停留一段时间再流入河体(横向输入)两种类型。由于凋落物的跨系统运输经历导致的微生物融合是较为普遍的。近年来,关于微生物群落融合的研究日益增多,旨在阐明并量化不同群落融合过程及其生物地理分布模式。然而,微生物融合可能带来的生态效应尚不明确,尤其是其对凋落物分解过程的具体影响,仍有待深入研究。


       为了填补这一空白,本研究以短柄枹栎为材料,采用分解袋法,研究了凋落物横向输入与纵向输入两种输入方式凋落物在水中的分解及微生物参与的调控机制。研究结果显示经过117天的溪流分解,横向输入的凋落物质量损失达22.76%,纵向输入凋落物质量损失累达29.73%。横向输入凋落物进入溪流后其氮含量、脱氢酶活性和真菌生物量均高于纵向输入凋落物,提示微生物在横向输入凋落物分解中具有更高的参与度。然而,纵向输入凋落物上真菌与细菌的分解通路丰度均高于横向输入凋落物,说明纵向输入凋落物上微生物具有更强的分解能力。两种凋落物进入水中后分别招募了不同种类的水生真菌及细菌,且初始微生物的分解通路丰度与入水后新组建的微生物分解通路丰度显著正相关。


       研究结果表明初始存在的土壤微生物可能对水生高效分解微生物在横向输入凋落物上的定殖产生拮抗作用,从而导致其分解速率较慢。相比之下,纵向输入凋落物因未受土壤微生物限制,更易招募到分解能力更强的水生微生物,因而分解更快。陆地-溪流微生物融合会通过影响微生物群落组成结构而对凋落物分解产生不可忽视的负面影响,从而降低凋落物对河流的养分补贴效率。


       该研究成果发表于生态学领域经典期刊Plant and Soil,姜涵为第一作者,由河南省科学院地理研究所与南京大学的研究人员共同合作完成。此项研究得到了国家自然科学基金项目(31870598)、河南省科学院基本科研业务费项目(240601073)以及河南省科技发展计划联合基金(225200810047, 225200810119)的共同支持。


       论文信息:Jiang, H., Yang, Y., Liang, J., Liu, R., Pan, Y., Cao, T., Chen, S., Ran, Z., Zhao, C., Tian, Y., Tian, X. (2025). Terrestrial–aquatic microbial community coalescence slows litter decomposition in forest streams. Plant and Soil.


       论文链接:https://doi.org/10.1007/s11104-025-07603-3


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Graphical abstract


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Figure.1 Changes in the remaining mass of vertical and lateral input litter during decomposition in stream with initial values set as 100%.


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Figure.2 Changes in the chemical composition of vertical and lateral input litter during decomposition in stream.


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Figure.3 Microbial characteristics of vertical and lateral input litter during decomposition in the stream.


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Figure.4 Relative influence of microbial and litter traits on litter C mass loss during decomposition in stream by applying Random Forests regression.






撰稿:姜涵

初审:任杰

复审:杜军

终审:鲁鹏