許多證據(jù)顯示,荒漠土壤能夠直接吸收大氣CO2,然而其內(nèi)在機(jī)制依舊不明。目前,研究者多將該現(xiàn)象歸因于某種或多種物理或(和)化學(xué)過程,而土壤微生物是否參與其中尚無報(bào)道。
北京林業(yè)大學(xué)寧夏鹽池生態(tài)站研究人員在毛烏素沙地,通過宏基因組學(xué)和13CO2標(biāo)記方法,研究土壤微生物的自養(yǎng)固碳基因及其功能潛力,并在野外原位示蹤大氣二氧化碳的自養(yǎng)吸收過程。研究發(fā)現(xiàn),沙地土壤宏基因組中,存在超過30,000個(gè)與微生物自養(yǎng)固碳通路相關(guān)的基因,其中以編碼還原檸檬酸循環(huán)的基因相對豐度最高。沙地土壤自養(yǎng)微生物主要隸屬于放線菌門、變形菌門、綠彎菌門、酸桿菌門、芽單胞菌門和厚壁菌門。在以13CO2模擬大氣CO2條件下,土壤自養(yǎng)微生物在室內(nèi)和野外均可將大氣CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳,其中超過一半為可溶性有機(jī)碳。結(jié)果表明,沙地土壤中的自養(yǎng)微生物,能夠?qū)⒋髿?/span>CO2轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳,其潛在碳匯功能尚未被完全認(rèn)識(shí)。該項(xiàng)研究,揭示了大氣CO2向土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化的微生物機(jī)制,有助于解釋荒漠土壤直接吸收大氣CO2的內(nèi)在機(jī)理,對于全面認(rèn)識(shí)荒漠生態(tài)系統(tǒng)潛在的生態(tài)服務(wù)功能具有重要意義。
該成果是在國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31670709)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題(2016YFC0500905)、中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)課題(2015ZCQ-SB-02)、中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2016M600938)共同資助下,由北京林業(yè)大學(xué)水土保持與荒漠化防治團(tuán)隊(duì)完成,并以“Metagenomic and 13C tracing evidence for autotrophic atmospheric carbon absorption in a semiarid desert”為題,于2018年8月發(fā)表在國際土壤學(xué)頂級(jí)期刊Soil Biology and Biochemistry(IF=4.926),第一作者為水土保持學(xué)院博士生劉振,張宇清教授為通訊作者。
文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071718302402