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高山生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，是响应全球变化最为敏感的区域之一；土壤微生物在地球生物化学循环、应对全球变化中扮演着关键的角色。植被是高山生态系统的主要组成，对微生物群落有着不可忽视的影响。而由于气候的差异，该地区植物对微生物的影响远不同于农田、草地生态系统。目前，已有很多学者致力于研究高山生态系统土壤微生物群落的变异模式及其驱动因素；然而，大部分研究都聚焦于非根际土壤中，而且都是在较大的海拔梯度下研究，没有排除植被类型对微生物群落的影响。

图  1.   环境因子和地理距离对细菌（A）、古菌（B）、真菌（C）群落变异的解释率。

基于此，中国科学院水利部水土保持研究所土壤化学实验室研究团队与中国科学院成都山地灾害与环境研究所吴艳宏课题组研究人员合作，以贡嘎山峨眉冷杉植被区系为野外研究平台。采集4个海拔梯度（2800,3000，3200,3500 m）下峨眉冷杉的根际与非根际土壤样品。通过高通量测序手段确定土壤细菌、真菌和古菌的多样性和群落结构，并与环境因子关联以探究其群落变异的驱动因素。结果表明，微生物α-多样性和群落结构在根际与非根际没有差别，而在不同海拔梯度显著变异。总体而言，土壤温度和C:N比是影响微生物群落结构变异的主要因素，海拔也（地理距离）解释了一定比例的群落变异；而根际与非根际微生物群落的一致性归因于高山生态系统低的环境温度和高的土壤养分。特别地，细菌、真菌和古菌群落也受特定的环境因子得影响；全磷影响细菌，硝态氮影响真菌，而有机碳、可溶性有机碳、铵态氮和养分计量影响古菌。微生物类群对环境因子不同的响应表明高山生态系统微生物群落有明显的代谢分异和养分偏好；因此，在全球变化背景下，有潜在的忍耐环境变化的能力。本研究有助于理解环境变化对高山生态系统地下群落的影响。

图  2.   海拔梯度下的微生物群落变异及其对环境因子响应的模式图

研究成果以Diversity patterns of the rhizosphere and bulk soil microbial communities along an altitudinal gradient in an alpine ecosystem of the eastern Tibetan Plateau为题发表在国际土壤学期刊Geoderma上（DOI.org/10.1016/j.geoderma.2018.11.047）。该研究得到国家自然科学基金（41571314和41630751），中科院“西部之光”项目（XAB2016A03）和重点研发计划（2017YFC0504504）资助。