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李玲娟研究员在CEE发文揭示草地微生物对气候变化影响的时间动态响应机制

  随着全球气候变暖,极端天气事件频发,一个更隐蔽但同样危险的气候变化新特征:天气持久性正在显现,即干旱与降雨期的持续性同时延长。然而,这种新型气候变化特征如何影响草地土壤微生物的动态变化仍不清楚。近日,成都理工大学生态环境学院李玲娟研究员在《Communications Earth & Environment》发表题为“Effect of increasing persistence of alternating drought and rainfall events on grassland soil microbes intensifies over time”的研究成果。该研究系统揭示了随着干旱和降雨期的不断延长,草地土壤微生物群落在长期累积效应下发生了显著且不可逆的变化,且这种影响会随时间推移而加剧。

  该研究开展了为期两年的草地模拟实验,在总降水量恒定的同时,设置了8个从1天(即每隔一天降雨)到60天持续干旱和降雨的交替梯度(即连续60天干旱紧接着连续60天降雨),覆盖了当前到未来可能出现的天气持续性梯度。研究发现天气持续性对微生物的影响在第二个生长季显著高于第一个生长季,表现为各处理间的微生物群落分化更为显著。此外,随着天气持续性的增加,微生物群落的在时间动态上的相异度均有所下降,意味着群落组成趋于僵化,适应未来环境波动的能力下降。同时,植物生产力的下降进一步削弱了微生物群落的缓冲能力,使得土壤生态系统对未来极端气候事件的适应能力更加脆弱。

. 随着天气持续性与时间增加,微生物群落变异性的变化趋势概念图。PR表示天气持续性从1天到60天的持续性梯度,时间表示在120天、360天和480天三个取样时间。(1) 天气持续性对微生物群落的影响随时间增强(无论是在湿季收获WH还是干季收获DH条件下)。(2) 随着天气持续性(PR)增加,大多数微生物的时间变异性降低,但在湿季收获(WH)条件下,细菌群落的变异性反而升高。

  研究团队强调,全球变暖持续加剧下干旱与暴雨的拉锯战或将成常态。这不仅影响降水模式,更通过累积效应对土壤微生物造成长期压力。保护土壤健康、维持微生物多样性,已不仅是基础科学问题,更关乎农业可持续性、碳循环稳定乃至全球生态安全。应对气候变化,必须从地表延伸至地下,正视那些看不见的生态危机。

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s43247-026-03355-9