植物与微生物群落在调节西藏冰川前缘溶解有机物动态过程中的相互作用

《Plant and Soil》：The interplay of plants and microbial communities in modulating dissolved organic matter dynamics in a Tibetan glacier forefield

青藏高原冰川前缘生态系统初级演替中，植物和微生物群落对DOM稳定性的贡献动态变化，通过分子测序和质谱分析发现演替不同阶段驱动因素转换， specialist微生物主导难降解DOM积累，而 generalist微生物与多样化DOM交互，初期稳定性由植物输入决定，后期则依赖微生物分解作用。

　　

摘要

研究目的

本研究探讨了冰川前沿地区生态系统初级演替过程中微生物群落（细菌、真菌和藻类）以及有机质（DOM）的变化。核心科学问题是：在演替过程中，不同类型的植物和微生物组合如何对DOM的分子抗性及稳定性产生不同的影响？

研究方法

我们在西藏高原的Kuoqionggangri冰川前沿地区，选取了裸地、草本草原和豆科草原阶段的表层土壤（0–10厘米深度）作为样本。通过16S、18S rRNA基因及ITS扩增子测序来分析微生物群落结构，同时利用傅里叶变换离子回旋共振质谱法（FT-ICR MS）表征DOM的组成。我们还运用共现网络分析来识别特定的微生物与DOM之间的关联，并通过分子质量变化分析来量化生物化学转化过程，进而估算微生物对难降解DOM积累的贡献。

研究结果

植物入侵增加了细菌、真菌和藻类的多样性；而随后的植物演替导致的微生物变化在细菌和真菌中表现为分类学上的特异性变化，但引发了藻类群落的系统性更替。研究发现，专性微生物类群（如Chloroflexi、Cyanobacteria和Actinobacteriota）主要与难降解DOM相关，而广食性微生物类群（如Bacteroidota、Planctomycetota、真菌和藻类）则能与多种类型的DOM发生相互作用。此外，影响DOM抗性的因素在演替过程中发生了变化：在初期阶段，植物输入是决定DOM抗性的主要因素；而在生态系统进一步发展过程中，微生物的转化作用成为主导因素。

结论

本研究表明，DOM的稳定性受到从植物输入到特定微生物转化这一演替过程的控制。这些发现为理解快速演变的冰川前沿地区有机碳动态提供了机制上的解释框架。