作者:褚海燕,冯毛毛,柳 旭,时 玉,杨 腾,高贵锋
单位:中国科学院南京土壤研究所
卷期:《土壤学报》2020年第57卷第3期
土壤微生物生物地理学是研究土壤中微生物空间分布格局及其随时间变化的一门科学,是土壤微生物学和微生物生态学等领域的研究前沿。近年来,尽管土壤微生物生物地理学研究取得了巨大进展,但仍面临诸多难题与挑战。
论文简要回顾了土壤微生物生物地理学的发展历程,并检索了土壤微生物生物地理学发文量随时间的动态变化及其相应的研究技术(图1)。论文系统介绍了我国土壤微生物生物地理学在森林、草地和农田生态系统中的重要研究进展,重点介绍了我国东部森林土壤微生物在水平和垂直梯度上的空间分布规律,北方温带草地和青藏高原高寒草地微生物群落的空间分布及其随气候的动态变化,旱地和水田生态系统的微生物的空间分布规律及群落构建机制。并建议,土壤功能微生物类群的空间分布规律,土壤微生物与植物群落的协同分布,微生物群落与生态功能的耦合机制将是今后我国土壤微生物生物地理学的研究重点。
图1 不同国家/地区(A)和我国不同生态系统类型(B)文章发表数量随时间的变化趋势
本文进一步阐述了国际上土壤微生物生物地理学研究的前沿方向。论文重点介绍了土壤微生物随纬度与海拔的分布规律,并系统分析了气候、土壤和动植物等对土壤微生物群落分布的影响机制;土壤微生物生物地理学研究中的群落构建机制及共存网络模式;土壤微生物时空分布与生态系统功能的关联,以及微生物分离培养技术、全基因组测序等在该研究中的作用;最后介绍在全球变化背景下土壤微生物群落的分布与预测,提出了整合各类环境信息以获得区域高分辨率微生物图谱的重要性。目前,土壤微生物生物地理学研究的发展仍然受到其研究手段和方法的制约,此外,在较大空间和时间尺度下的数据收集极其困难,这也是阻碍在全球尺度下对微生物地理分布格局进行整合分析的重要因素之一。论文提出了以下研究方向(更清晰的微生物物种定义、微生物群落的时间分布、多组学技术与合成生物学的整合,微生物群落的时空动态预测等)将会极大推动土壤微生物生物地理学发展,并有助于全球变化背景下土壤微生物多样性的保护、资源开发及其生态功能的发挥。
土壤-水环境中二苯砷酸污染及其修复研究进展
《土壤学报》工作微信