葛源研究组揭示人类活动影响的土壤磷循环微生物全球分布格局

葛源研究组揭示人类活动影响的土壤磷循环微生物全球分布格局

引用

中国科学院

1.

http://dse.rcees.cas.cn/kyjz/202409/t20240925_802133.html

中国科学院生态环境研究中心葛源研究组在人类活动影响下的全球磷循环微生物分布模式研究方面取得重要进展，相关成果近期发表于Global Change Biology。

磷对所有生命体都至关重要，但在土壤中磷的养分限制普遍存在。大量的磷肥投入可以提高土壤磷含量，但往往造成磷利用率低下、环境污染等一系列负面效应。微生物在土壤磷循环过程中发挥重要作用，其丰度往往决定土壤磷的形态并影响地上植物的磷利用效率。然而，在全球范围内人类活动如何影响土壤磷循环微生物的分布格局？是否存在与人类活动密切相关的磷循环过程指示物种？目前尚不明确。

该研究通过系统分析全球土壤宏基因组样品，探究有机磷酸酯水解、无机磷溶解、双组分系统、磷酸转移酶系统、磷转运系统等磷循环过程在全球不同生态系统中的分布（图1），对磷循环微生物的分布“热区”进行可视化分析。进一步通过拟合磷循环微生物丰度与人类活动强度的关系，发现强度较低的人类活动有利于土壤磷循环微生物丰度的增加，而更高强度的人类活动不会进一步增加其丰度。同时也发现Pseudomonas等微生物受人类活动影响较大，可以指示人类活动对土壤磷循环微生物的影响（图2）。

王继琛助理研究员为论文第一作者，葛源研究员为通讯作者，朱永官院士对研究工作进行了全程指导。上述研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、第二次青藏高原综合科学考察研究项目的资助。

图1：磷循环过程相关微生物在全球生态系统中的分布

图2：磷循环基因总丰度（左）及代表性物种（右）对人类活动强度响应趋势