Межгодовая изменчивость влияет на микробные сообщества сильнее, чем манипуляции с поступлением детрита

Микробы регулируют циклы углерода и питательных веществ в почве, влияя на разложение и включение органического вещества. Почвенные микробные сообщества сильно зависят от изменений биотических и абиотических факторов в результате глобальных изменений. Ответ микробного сообщества на межгодовые вариации оставался неясным.

Под руководством профессоров Лю Гуйхуа и Чэн Сяоли научный сотрудник У Цзюньцзюнь из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук (CAS) провел эксперимент по манипуляции с поступлением и удалением детрита в хвойном лесном экосистеме в субтропическом Китае. С 2015 по 2017 год измерялась структура почвенного микробного сообщества и переменные среды для оценки межгодовой изменчивости в условиях изменения поступления растительного детрита.

Исследователи показали, что структура и численность почвенного микробного сообщества значительно различались между годами и обработками с поступлением детрита. Эффект межгодовых вариаций был значительно заметнее, чем эффект изменения поступления растительного детрита, что объясняется временными изменениями микроклимата и доступности субстрата.

Удаление подстилки или исключение корней могло снизить микробную биомассу в различных экосистемах. Напротив, добавление подстилки оказывало меньшее влияние на микробную биомассу, и значимый эффект проявился только после трех лет манипуляций.

Удаление подстилки, особенно обработка с полным отсутствием поступления, значительно увеличивало соотношение грибов к бактериям и грамположительных к грамотрицательным бактериям после первого и второго года манипуляций. Однако добавление подстилки не влияло на эти параметры значимо.

Четкое различие в структуре микробного сообщества между разными обработками наблюдалось через полгода и год после начала эксперимента и стало более выраженным через два и три года. Оба соотношения (грибы/бактерии и грамположительные/грамотрицательные бактерии) были отрицательно связаны с соотношением C/N и индексом устойчивости углерода и азота. Базальное дыхание почвы отрицательно коррелировало с соотношением грибов и бактерий во всех обработках.

Результаты показывают, что интегрированный анализ межгодовых паттернов структуры микробного сообщества и переменных среды может помочь объяснить ответ почвенной микробиоты на глобальные изменения. Предсказуемый ответ сообщества на изменение поступления растительного детрита также дает важную информацию для понимания последствий изменений в продуктивности надземной и подземной частей для функционирования глобальных лесных экосистем.

Результаты опубликованы в журнале Ecological Indicators в статье "Case study on a coniferous plantation site about inter-annual shifts in microbial communities under short-term detritus input manipulations."