项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

曹瑞

项目受资助机构

淮阴师范学院

项目编号

32001211

立项年度

2020

立项时间

未公开

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

24.00万元

学科

生命科学-生态学-土壤生态学

学科代码

C-C03-C0311

基金类别

青年科学基金项目

关键词

碳周转 ; 微生物 ; 生物地球化循环 ; 土壤有机碳 ; 泥炭地 ;

参与者

未公开

参与机构

未公开

项目标书摘要：若尔盖泥炭地是全球最大的高寒沼泽泥炭地，正面临着水位下降的威胁。前期研究表明，水位下降通过改变植物和微生物群落(真菌和细菌)加速若尔盖泥炭地土壤碳矿化。古菌是土壤微生物的重要组份之一，不仅对环境变化敏感而且在土壤碳循环中发挥重要作用。但是，目前鲜有有关古菌群落结构及其碳循环功能的报道。本项目以水位下降对古菌在泥炭土中分布和周转特征影响研究为核心，首先，通过野外调研，量化不同水位泥炭土中古菌群落的数量特征；其次，采用稳定性C-13同位素示踪技术，以产甲烷古菌(Methanosarcina barkeri和Methanocella conradii)作为模式古菌，在制备同位素标记古菌细胞及其组分的基础上，研究古菌残体在若尔盖泥炭地中的周转特征。研究结果有望阐明若尔盖高寒泥炭地的古菌群落结构、功能及其对水位下降的响应，从而为全面理解全球变化背景下若尔盖高寒泥炭地碳循环过程提供新支撑。

Application Abstract: Zoige peatland is the world's largest alpine swamp peatland and is threatened by water table decline.Previous studies have shown that water table decline accelerated the carbon mineralization of soils in the Zoige peatland by altering plant and microbial communities(fungi and bacteria).Archaea is one of the important components of soil microorganisms,which are not only sensitive to environmental changes but also play an important role in soil carbon cycling.However,there are few reports about the structure of archaeal communities and their carbon cycle function.This project focuses on the impact of water table decline on the distribution and turnover characteristics of archaea in peat soil.First,through field surveys,the quantitative characteristics of archaeal communities in peat soils with different water levels are quantified.Second,the stable C-13 isotope tracer is used with Methanosarcina barkeri and Methanocella conradii as model archaea.Based on the preparation of isotope-labeled archaea cells and their components,the turnover characteristics of archaeal residues in the Zoige peatland are studied.The results are expected to clarify the structure and function of archaeal communities in the Zoige alpine peatland and its response to the water table decline,so as to provide new support for a comprehensive understanding of the carbon cycle of the Zoige alpine peatland in the context of global change.

项目受资助省

江苏省

项目结题报告(全文)

土壤微生物在陆地生态系统的结构和功能中起着重要的作用。然而，水位下降对土壤微生物垂直分布和其对土壤碳循环的贡献的影响知之甚少。在这里，我们研究了排水6年后不同深度的土壤微生物(细菌、古细菌和真菌)和土壤有机质分布情况。结果表明，中水位处理和低水位处理的土壤有机质含量(SOM)分别显著降低了10.6%和11.2%。同样，中水位处理和低水位处理的水位下降使地下植物生物量(BPB)分别显著降低了43.5%和58.7%。这些变化主要发生在浅层(0-10 cm),浅层中中水位下降使SOM和BPB分别降低了13.4%和48.7%。同样，水位下降显著降低了泉古菌门和酸杆菌门的相对OTU丰富度。然而，水位的下降显著增加了真菌的香农威纳指数。逐步一般线性回归模型结果表明，泉古菌门的相对OTU丰富度可以解释近50%的SOM变化。综上所述，地下植物生物量(与莎草植物APB密切相关)和泉古菌丰度可能是排水泥炭地SOM损失的两个主要因素。鉴于土壤微生物和地下植物生物量对土壤碳动态的重要性，本文所描述的土壤微生物丰度的变化表明，土壤微生物与最近报道的若尔盖泥炭地土壤碳快速损失的关系应该进一步研究。此外，本研究建立一种古菌培养和标记的体系，为进一步研究古菌的周转特征提供基础。