《表5 土地利用方式变化对草地土壤微生物群落的影响》

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《宏基因组方法揭示草地土壤微生物群落响应全球变化》

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虽然草地是陆地表面面积最大的生态系统，但是在许多地区，草地生态系统是属于濒危脆弱的生态系统（Monson，2014）。许多草地已经被其他人类活动和管理方式所改变。这种变化主要体现在把草地转变为以耕种为主的农业用地和过度放牧等方面。草地向耕地的转变将可以影响土壤微生物的多样性和功能，导致了微生物的功能和物种的损失，是生物多样性丧失的最重要原因之一（表5）。Lienhard等（2014）通过使用高通量测序技术，研究了农业生产对老挝东北部热带草原生态系统土壤细菌和真菌多样性的影响，结果表明，与天然草地相比，耕作减少了真菌的丰富度和多样性，而真菌的减少将会减弱微生物的共生作用，导致植被生产力下降。利用高通量测序技术，French等（2017）分析了英格兰牛津郡36个草原的土壤宏基因组群落发现了类似的结论:草地向农田的转变并不影响细菌多样性或特殊的有益分类群（固氮细菌和菌根），但是真菌多样性会下降，另外植物病原体（如Olpidium）在经过农业改良的草地中会明显更加丰富，说明土地利用变化方式的变化所造成的改变不可逆。另外，放牧在许多地区是主要的土地利用方式，是草地植被多样性和环境条件的关键调控因子，将直接或间接影响土壤微生物群落多样性和组成（Yang et al.，2013）（表5）。Pan等（2018）综合DNA-SIP、q PCR和高通量测序对典型草地的硝化微生物群落进行研究，结果显示，过度放牧显著降低了活性AOB的丰度，导致土壤硝化活性下降。Yang等（2013）以功能基因为重点，利用基因芯片（GeoChip 4.0）对碳、氮循环基因的检测结果表明，放牧降低了参与甲烷循环、碳固定和降解的基因丰度，而氮矿化和硝化基因丰度增加，并且减少了反硝化和还原基因，表明放牧改变了微生物介导的碳、氮循环过程，对草地土壤微生物群落和生态系统功能有显著影响。