增温和互花米草入侵对崇明东滩湿地土壤碳循环功能基因的影响

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2022年第1期北京时间：

作者：邓玲玲，王如海，吴电明

单位：邓玲玲,华东师范大学地理科学学院/地理信息科学教育部重点实验室, 上海 200241;华东师范大学崇明生态研究院, 上海 202162,王如海,中国科学院南京土壤研究所, 南京 210008,吴电明,华东师范大学地理科学学院/地理信息科学教育部重点实验室, 上海 200241;华东师范大学崇明生态研究院, 上海 202162,dmwu@geo.ecnu.edu.cnis_first_author:0,is_contact_author:,sequence:3,first_name:,middle_name:,last_name:,resume:,institute_superscript:

摘要：湿地生态系统碳循环过程对全球气候变化具有重要影响.本文以崇明东滩湿地土壤为研究对象,采用GeoChip技术检测土壤碳循环关键功能基因,研究增温及互花米草入侵对湿地土壤碳循环的影响及其与环境因子之间的关系.结果表明:湿地土壤中碳循环功能基因数量及丰度均高于其他各类别的基因;在相同温度处理下,种植互花米草土壤的微生物群落碳循环功能基因信号强度均高于种植芦苇土壤;增温显著降低了大多数土壤碳循环功能基因信号强度,包括碳降解、碳固定和甲烷代谢等基本过程,但互花米草入侵及其与增温的交互作用无显著影响(P>0.05);与对照相比,增温显著降低了种植芦苇土壤的微生物群落碳循环功能基因丰度,主要包括碳降解过程中的cda、exopolygalacturonase_fungi、rgh、xyla、xylanase、cellobiase和endoglucanase基因,以及碳固定过程中与卡尔文循环相关的rubisco基因(P0.05);土壤微生物碳循环功能基因与土壤活性氮气体排放及土壤pH显著负相关(P<0.05).总之,增温显著地改变了土壤碳循环功能基因丰度,研究结果将为定量全球变暖对湿地碳循环和温室气体排放的影响、实现碳中和等提供数据支撑,也为湿地生态系统的保护和管理提供科学依据.

关键词：碳循环;植物入侵;基因芯片;全球变暖;碳中和

基金资助：中央高校基本科研业务费专项资金(2017-2021年);国家自然科学基金青年项目(41807449);国家自然科学基金面上项目(42077083)