青藏高原典型高寒草甸土壤微生物对增温和降水改变的响应

Alpine grassland of the Tibetan Plateau is the main livestock area. This area is more sensitive to environmental changes and human disturbance, and the rate of increase in surface air temperatures is faster than the average global rate. Soil microbial community are important in soil nutrition cycling, and also strong correlated with the quality of the pasture and the repair after grassland degradation. However, the influence such as warming, precipitation and warming integrated with altered precipitation under time gradient on the belowground system especially the soil microbial communities, and their varying trend were poorly understood. Based on simulate precipitation and warming experiment in Tibetan Plateau alpine meadow, using the High throughput sequencing, we want to investigate the effect of warming and altered precipitation on the soil microbial community, and the response of soil microbial community to warming integrated with altered precipitation, analysis the variation of soil microbial diversity and community under the temporal gradient, find some phyla which are sensitive to climate changes and predict variation tendency of these phyla. In a word, this study will illustrate the response and feedback mechanism of soil microbial community to climate change.

青藏高原高寒草甸作为我国主要的草地畜牧区，气温升高幅度高于全球平均水平，对环境变化和人为扰动具有更加显著的响应。土壤微生物在土壤的养分循环过程中占有非常重要的作用，微生物的群落组成与草场的质量以及草场退化后的修复息息相关。然而，在该地区，长期的增温或降雨改变以及增温降雨交互作用会对地下生态系统尤其是地下土壤微生物群落带来怎样的影响，其变化规律如何，还需进一步研究。本申请项目拟利用在青藏高原典型高寒草甸土壤建立的野外模拟增温和降雨交互实验平台，利用高通量测序技术，研究增温和降雨对土壤微生物群落组成与多样性的影响；分析增温降雨交互作用下土壤微生物群落的响应；在时间梯度下分析土壤微生物多样性及群落组成的变化规律，找到敏感土壤微生物菌群指标，预测其变化趋势；以期揭示土壤微生物对外界气候环境变化的响应及反馈机制。

青藏高原是地球最大最高的高原，被称为地球的“第三极”，也是全球气候变化最敏感的区域之一。青藏高原高寒草甸作为我国主要的草地畜牧区，对外界环境变化和人为扰动具有更加显著的响应。土壤微生物在土壤的养分循环过程中占有非常重要的作用，微生物的群落组成与草场的质量以及草场退化后的修复息息相关。然而，在该地区，长期的增温或降雨改变以及增温降雨交互作用会对地下生态系统尤其是地下土壤微生物群落带来怎样的影响，其变化规律如何，还需进一步研究。本项目以青藏高原典型高寒草甸为研究对象，通过增温和降雨交互模拟实验，利用高通量测序技术，解析增温、降雨单因素对土壤微生物群落组成与多样性的影响；阐明增温降雨交互作用对土壤微生物群落组成与多样性的影响；揭示在时间梯度下，增温与降水单因素和交互作用条件下，土壤微生物对外界气候环境变化的响应及反馈机制。本项目已收集了样品土壤的理化性质数据，检测了三年的土壤细菌、真菌以及古菌的群落数据。结果发现增温对土壤微生物多样性和群落变化影响不大，而降雨的改变、年份的变化以及降雨和年份的交互作用能够显著影响土壤微生物多样性。对土壤微生物群落来讲，降雨和年份的改变是影响土壤细菌和真菌群落变化的主要因素，增温对土壤真菌群落也起到显著影响，多因素之间的交互作用没有发现显著影响。土壤古菌的响应与上述两种类型群落较为相似，主要发现年际带来的影响要远远大于处理对土壤古菌多样性带来的影响，发现降雨与年份的交互以及增温与降水改变与年份的交互能够显著影响土壤古菌群落。本结果为未来评价土壤微生物在气候变化中的作用提供重要理论和现实依据；为应对草场退化，进行草地恢复和保护高寒生态系统的稳定等提供更加详尽的科学依据。

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