科研成果

河南省全球变化生态学国际联合实验室面向“黄河流域生态保护和高质量发展”和“国家双碳战略”，聚焦陆地生态系统对全球变化的响应和适应研究。近期，在国家自然科学基金、河南省重大公益专项和英国上市公司官网365“双一流”建设等项目资助下，实验室成员在全球变化对土壤生态过程影响方面取得系列重要进展。

       土壤微生物群落构建：实验室成员调查了黄河中下游嫩滩、农田和弃耕地三类土地利用类型下细菌、真菌和原生生物群落构建过程和共生网络模式的差异，发现：①相比于微生物α多样性 指数，微生物群落的组成和结构更容易受土地利用类型的影响; ②微生物群落结构的变化与土壤肥力的差异有关。在嫩滩和弃耕地，随机过程对细菌、真菌和原生生物群落构建的贡献高于农田; ③在这三种土地利用类型中，嫩滩土壤微生物网络最稳定，而弃耕地的微生物网络最不稳定。研究结果为滩涂生态系统的可持续管理和保护提供科学依据，并分别发表在国际知名期刊Applied Soil Ecology和Journal of Plant Ecology上，实验室博士后余炎炎和博士生董雄德分别为论文第一作者。

图1. 三种土地利用方式下的微生物网络系统

       土壤碳排放：实验室成员依托非对称性增温实验平台，研究了非生长季增温对温带半干旱草原土壤呼吸的影响，发现：①土壤温度、 微生物生物量碳和氮的变化调控了土壤呼吸对模拟增温的响应; ②草地植物群落结构和组成对生长季后期干旱响应大于前期干旱的响应。研究成果分别发表在Journal of Plant Ecology和Journal of Vegetation Science上，苗原副教授和苗仁辉副教授分别为论文第一作者。其中，苗原副教授的论文获得Journal of Plant Ecology 2022年度最佳论文奖。

图2. 非生长季增温处理对月平均动态土壤呼吸(插图为年平均值)的影响

        植物-土壤反馈：实验室成员通过对长期禁牧的流动沙丘生态系统的监测分析发现：①禁牧32年显著改变了沙丘迎风坡、背风坡及丘间地的优势种; ②禁牧显著增加了土壤碳氮含量，且禁牧效应随沙丘位置而变化; ③禁牧对迎风坡的促进作用高于背风坡的作用；④植物群落特征与土壤性质具有很好的相关性，且禁牧强化了植物和土壤性质的相关性。研究结果表明禁牧对沙丘植物和土壤性质的影响强烈依赖于沙丘位置，强调沙丘位置在沙丘恢复措施效应评估中的重要性。该研究成果对于干扰情境下，植物-土壤反馈具有重要的科学意义。研究成果发表在国际知名杂志Catena上，苗仁辉副教授为论文第一作者。论文发表后受到了国内外科学家的高度关注，目前已被美国《基本科学指标》(ESI)数据库收录为热点论文。

图3. 长期禁牧对不同沙丘系统位置植物群落密度、高度、盖度和物种丰富度的影响

论文衔接

1.       https://doi.org/10.1093/jpe/rtac076.

2.       https://academic.oup.com/jpe/advance-article/doi/10.1093/jpe/rtac075/6650205

3.       DOI: 10.1093/jpe/rtaa013

4.       https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0341816221007189