果来源：Catenahttps://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107306

题目：Grazing and reclamation-induced microbiome alterations drive organic carbon stability within soil aggregates in alpine steppes

放牧和开垦引起微生物的变化驱动高寒草原土壤团聚体有机碳稳定性

研究团队：新疆农业大学胡洋博士、愚广灵博士、周建勤讲师为本文共同第一作者，新疆农业大学周建勤讲师和贾宏涛教授为本文共同通讯作者。

资助信息：本文得到国家自然科学基金项目(31560171和31960258)资助。

研究背景与意义：

土壤团聚体是土壤结构的基本单位，是评价土壤质量的重要指标之一，也影响着土壤中多种生态过程的发生。土壤团聚体受多种因素影响，尤其是人为管理和农业实践，其中放牧和开垦可以显著改变土壤团聚体的分布，进而影响团聚体内的土壤微生物群落。而微生物作为土壤碳循环的主要驱动者，将进一步影响土壤有机碳的稳定性。因此，了解人类活动对团聚体内微生物的影响对于预测土壤碳库的变化具有重要意义。高寒草地因其独特的特征对气候变化和人类活动高度敏感。因此，高寒草原土壤团聚体中的微生物可能比其他生态系统对开垦和放牧更为敏感，从而可能对生态系统产生更深远的影响。然而，我们对放牧和开垦引起的土壤有机碳变化在团聚体尺度上的认识有限，并且微生物的介导作用也尚不清楚。

为此，本研究旨在澄清三个问题:(1)放牧和开垦是否影响土壤团聚体的分布和团聚体内部有机碳的稳定性?(ii)放牧和开垦是否影响群落内的微生物群落?(iii)土壤微生物组成、网络模式和群落构建在维持土壤有机碳稳定性中的作用是否重要?为了回答这些问题，在巴音布鲁克高寒草原上，选择了三种土地利用类型：长期围封的自然草原、放牧草原和开垦草原。利用16S\ITS rRNA基因测序等技术，研究了土壤团聚体、有机碳组分和微生物群落的变化。通过对微生物共生网络和群落构建过程的分析，探讨微生物相互作用和群落构建过程的变化及其对土壤有机碳稳定性的贡献。

主要结果：

       总体而言，放牧和开垦显著降低了>2 mm团聚体的比例，并增强了不同团聚体粒径内有机碳的稳定性，其中0.25-2 mm和<0.25 mm粒径的有机碳稳定性最高。放牧显著降低了细菌多样性，增加了γ变形菌纲的相对丰度，而CL显著增加了微生物多样性和α变形菌纲的相对丰度。值得注意的是，放牧增强了> 2mm和<0.25 mm团聚体内细菌OTUs网络的复杂性。放牧和开垦引起了细菌群落构建过程的变化，由主要由变量选择控制转变为主要由均质扩散控制。而在相同处理下，不同团聚体大小的微生物群落构建过程差异不大。随机森林模型和相关分析表明，土壤团聚体中细菌群落，特别是网络模式和群落构建是土壤有机碳稳定性的关键决定因素。综上所述，我们强调在人类活动背景下，土壤细菌网络模式和群落构建对土壤有机碳稳定性的重要贡献，为制定加强土壤固碳的高寒草原管理策略提供了信息。

图1 研究区概况

图2 不同土地利用类型土壤团聚体分布和有机碳组分的差异

图3 不同土地利用类型土壤团聚体内微生物群落多样性和组成的差异

图4 不同土地利用类型土壤团聚体内微生物网络模式的差异

图5 不同土地利用类型土壤团聚体内微生物网络模式的差异