Почва на горе Цзыцзинь: pH — главный фактор распределения бактерий на небольшой высоте

Почвенные микробы играют ключевую роль в биогеохимических циклах и функционировании экосистем. Понимание закономерностей их распределения по высоте и механизмов, которые ими управляют, важно для оценки влияния изменения климата и антропогенных факторов.

Исследование, опубликованное 23 декабря 2021 года в Soil Ecology Letters, показывает, что сообщества почвенных бактерий на горе Цзыцзинь (Нанкин, Китай) значительно различаются даже на небольшом высотном градиенте (всего 300 м), и почвенный pH является важнейшим драйвером этих изменений.

От больших высот к малым

Ранее команда профессора Хайянь Чу из Института почвоведения Китайской академии наук уже установила, что pH — ключевой фактор распределения бактерий в лесных почвах на больших высотных градиентах. Однако закономерности на малых высотных масштабах оставались малоизученными.

Почва горы Цзыцзинь как модель

«Мы выбрали для исследования городскую парковую гору Цзыцзинь с большим потоком посетителей. Небольшой перепад высот (300 м) делает её идеальной платформой для изучения распределения микробов на малых высотных масштабах», — пояснил профессор Чу.

Результаты: доминирующие группы и ключевой фактор

• Распределение филумов: В почвах на вершине горы доминировали Proteobacteria, а у подножия преобладали Acidobacteria.
• Связь с функцией: Acidobacteria, участвующие в разложении органики, предпочитают кислые, богатые кислородом условия у подножия. Proteobacteria, выполняющие множество функций, лучше адаптированы к сложным условиям смешанных лесов на высоте.
• Главный драйвер: Почвенный pH оказался наиболее важным фактором, определяющим распределение бактерий вдоль небольшого градиента высоты. Это указывает на риск будущих изменений почвенных функций из-за закисления почв в результате деятельности человека или изменения климата.

Сети взаимодействий

Использование метода молекулярно-экологических сетей показало, что взаимодействия между видами (Degree scores, Betweenness centralities) заметно различаются на разных высотах. Были идентифицированы ключевые виды в сетях сосуществования, что открывает возможности для управления почвенными функциями через регулирование этих видов.

Значение исследования

«Эта работа расширяет наше понимание вертикального распределения почвенных микробов от больших к малым высотным масштабам», — отметил профессор Чу.

Почва — основа продовольственной и водной безопасности. Мониторинг и сохранение её биоразнообразия — важнейшая задача.