西北高原所在高寒矿区人工草地地下生物群落修复研究中取得新进展

近几十年来，高强度矿区开采活动造成青藏高原大面积高寒草甸生态系统被严重破坏，其自然修复周期十分漫长，人工植被重建成为矿区生态修复核心手段之一。以往研究在评估高寒矿区人工草地修复过程中，研究内容多集中在地上植被群落结构及生产力等方面，缺乏地下生态过程，特别是土壤生物（细菌、真菌和线虫）多样性、土壤微生物互作网络及土壤多功能方面的深入研究。

中国科学院西北高原生物研究所海北站团队以青海木里高寒矿区不同恢复年限人工草地为研究对象，聚焦土壤微生物（细菌、真菌）与土壤线虫两类关键地下生物，系统分析其群落多样性、网络复杂度、关键类群及土壤多功能性的演替过程及关键影响因子，阐明“人工建植年限—土壤环境—微生物/线虫群落—土壤多功能性”之间的关系及其相互作用机制。结果表明：（1）随着人工建植年限增加，土壤细菌和真菌α多样性指数明显提升，土壤线虫α多样性虽无显著变化，其群落组成和营养结构却发生明显转变。（2）人工建植恢复过程中，土壤真菌关键类群保持相对稳定，土壤细菌关键类群发生明显改变，由变形菌门和酸杆菌门为主转变为变形菌门和放线菌门为主。（3）土壤重金属铬通过调控土壤理化性质和植物地下生物量间接影响土壤线虫群落组成和网络结构，土壤细菌多样性及网络复杂性是高寒矿区人工草地土壤多功能性的关键驱动因子。

相关成果以 Microbial drivers of ecosystem recovery in the Qinghai-Tibetan Plateau's alpine mining soils: Alpha diversity, network complexity, and keystone taxa 和 Environmental controls on soil nematode composition and network complexity across a restoration chronosequence in a mining-affected alpine grassland on the Qinghai–Tibet Plateau 为题，分别发表在 Agriculture, Ecosystems and Environment 和 Journal of Environmental Management 。西北高原所硕士研究生何江为第一作者，杨永胜副研究员为通讯作者，西北高原生物研究所张振华研究员，张淑萍研究员，周华坤研究员等也参与该项研究。该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFF1302602）、国家自然科学基金（42207375）、中国科学院青年创新促进会（2022436）等项目资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167880926002598?via%3Dihub    

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479726018761?via%3Dihub

图1 高寒矿区人工草地土壤多功能性变化特征及土壤真菌、细菌群落与土壤环境因子的关联分析

图2  高寒矿区草甸人工草地土壤多功能性的结构方程模型

图3  高寒矿区人工草地环境因子与土壤线虫群落组、网络复杂度的影响路径及效应分析