青藏高原土壤微生物多样性研究进展-《江苏农业科学》(2019年14期).docx

龙源版权所有 青藏高原土壤微生物多样性研究进展作者：赵龙妹来源：《江苏农业科学》2019年第14期 摘要：土壤微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，其多样性在整个土壤生态系统的物质循环中起着关键作用，因此对其多样性的研究具有重要意义。土壤微生物多样性受到环境和人为干扰等多方面的影响，随着研究的不断深入，对其研究的方法也从传统培养法发展到生化法和分子生物学法。目前青藏高原土壤微生物多样性的研究已经取得一些进展，本文从青藏高原土壤微生物多样性的影响因素、研究方法和研究现状等方面简要地综述了目前国内外的相关进展。 关键词：青藏高原;土壤微生物多样性;影响因素;研究方法 中图分类号：S154.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）14-0006-07 土壤微生物是土壤的重要组成部分，主要包括原核微生物（细菌、蓝细菌、放线菌、超显微结构微生物）和真核微生物（原生动物、真菌、藻类、地衣）两大类，在整个土壤物质的循环中扮演着一个重要的角色。因此，土壤微生物的组成、分布及其多样性是研究土壤生态功能和土壤生态平衡的关键，同时，土壤微生物的多样性也受到不同地理环境中土壤理化性质的制约[1]。土壤微生物多样性主要包括遗传多样性、物种多样性以及生态系统多样性，其中物种多样性是土壤微生物多样性研究中最基本的内容[2]。 青藏高原地势高纬度低，地域辽阔，平均海拔超过 4 000 m，是目前全球海拔最高、面积最大的生态系统，独特的地理位置造成了其特有的生态环境，青藏高原生物特有种丰富，珍稀濒危物种多，从东南到西北分布着森林、灌丛、草甸、草原和荒漠等生态系统[3]。正是由于青藏高原生态系统的复杂多样性，使其土壤微生物种类具有多样性。土壤微生物的主要功能是降解土壤中的有机质，包括纤维素、半纤维素和木质素等木质纤维类物质，以此推动土壤生态系统中的物质循环。此外，土壤微生物也是土壤生态系统状态的指示剂，正常情况下，土壤微生物都具备一定的多样性，但是当土壤生态系统遭受到外界破坏时，比如由于过度放牧所引起的退化现象等，土壤微生物的多样性以及功能微生物的活性都会发生不同程度的减少和丧失;相反，引入特定的植物微生物共生体系能够帮助沙漠化生态系统的恢复[4]。因此，土壤微生物与其所在的生态系统之间存在着密切的互作关系。 青藏高原土壤微生物资源具有其独有的特异性和丰富性，具有极高的科研价值，研究青藏高原土壤微生物资源特点对于探讨分析高原乃至全球气候环境变化、生物多样性以及碳循环都具有非常重要的意义。本文针对青藏高原土壤微生物多样性的影响因素、研究方法和现状等作一简要综述。 1 土壤微生物多样性的影响因素 土壤微生物参与土壤动态生化循环的多个过程中，如土壤有机质的分解、腐殖质的形成、储备土壤养分以及为植物提供生长所需养分。土壤微生物多样性主要指在遗传、种类、结构功能和生态系统层次上，不同微生物所表现出的变化，也指土壤生态系统中所有微生物种类及其基因与环境之间相互作用的多样化程度，可以理解为微生物生命体构成的丰富性，它代表了微生物群落的稳定性，也反映了土壤生态机制和土壤胁迫对群落的影响[5-6]。影响土壤微生物多样性的因素，总体上可分为两大类：一类是客观环境因素，包括植被构成、土壤类型、温度、水分;另一类是主观人为因素，包括耕作方式和种植制度等管理方式（图1）。 1.1 植被构成 植被生长代谢过程中所需的大量养分来源于土壤，而土壤中的养分又来源于微生物的代谢作用，比如根系固氮菌通过固氮作用提供土壤中的氮素等;另一方面，植物生长代谢过程中给周围环境带来的变化也间接影响着土壤微生物，植被对土壤中有机碳氮水平、含水量、温度、通气性以及pH值产生一定影响，从而间接地影响土壤微生物的多样性，土壤微生物生长所需的有机物和能量来源于植被，如植物凋落物等，植被的存在也影响着土壤微生物的生存环境条件，比如土壤中含水量的变化受到植被疏密度的影响。因此，植被影响着土壤微生物多样性和土壤微生物的生物量[7-9]。研究发现，不同草地类型土壤的养分含量随深度增加的变化规律不同[10]，这就导致不同草地类型不同层之间微生物多样性的差异。现有研究发现，植物种类能够影响土壤中的微生物群落多样性（表1）。Zhang等通过使用宏基因组测序技术研究植被生产力和微生物多样性之间的关系发现，植被生产力或者多样性下降后，微生物可利用的新鲜植物资源减少，从而增加了生态环境筛选的压力，使一些跟能量生产或转化、物质运输或代谢以及氨基酸循环相关的基因留存下来，而其他功能基因被淘汰;植被的缺失或增加所引起的碳能资源数量的变化会导致微生物功能基因多样性的改变，而这种关系也构成了地上和地下群落间的重要联结，异于传统的将植被多样性同微生物种类多样性联系在一起的理论观点[11]。 1.2 土壤