论文标题：（土壤pH驱动紫金山小海拔尺度下土壤细菌群落的分异）

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作者：Xu Liu, Teng Yang, Yu Shi, Yichen Zhu, Mulin He,Yunke Zhao, Jonathan M. Adams, Haiyan Chu

发表时间：25 Nov 2021

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本研究选取坐落于南京城区的紫金山，开展小海拔尺度下(300m)土壤细菌群落的微生物生物地理研究，分析了其细菌群落组成、多样性、驱动因素及共存网络特征。结果显示：紫金山土壤细菌群落沿小海拔梯度显著分异，土壤pH是其群落分异的最重要驱动力。

RESEARCH ARTICLE

Xu Liu, Teng Yang, Yu Shi, Yichen Zhu, Mulin He,Yunke Zhao, Jonathan M. Adams, Haiyan Chu

Soil Ecology Letters,

doi:10.1007/s42832-021-0122-2.

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土壤微生物具有极高的多样性，在生物地球明升手机循环过程调控和生态系统功能维持方面起关键作用。对土壤微生物海拔分布格局及其驱动机制的认识将有助于人们调控土壤生态功能，理解和应对气候变化和人为干扰对陆地生态系统的影响。土壤细菌群落的海拔分布，特别是大海拔尺度下的分布格局，已有广泛深入的研究。然而，小海拔尺度下的土壤细菌群落的分布模式及其驱动机制还没有得到很好的理解。

明升中国app院南京土壤研究所褚海燕课题组选取坐落于南京城区的紫金山，调查了不同海拔样地的土壤细菌群落，详细研究了其群落组成、多样性、驱动因素及共存网络特征。结果表明，土壤细菌群落组成在不同海拔间显著分异（R² = 0.12，P < 0.01）。基于距离矩阵的线性回归模型（DistLM）表明细菌群落组成与土壤pH、海拔、总氮含量和溶解性有机碳含量高度相关。其中，土壤pH是土壤细菌群落分异的最重要驱动力。此外，通过生态关联的稀疏逆协方差估计与统计推断方法（SPIEC-EASI），研究小组进一步探索了不同海拔样地中土壤细菌群落的种间共存关系，揭示了网络拓扑性质节点度和介数中心度（Degree scores和 Betweenness centralities）以及关键物种（Keystone Species）组成在不同海拔间的显著不同。上述结果表明紫金山土壤细菌群落组成和共存网络特征等沿小海拔梯度呈现出强烈分异，土壤pH是其群落变异的最重要驱动力。该项研究丰富了我们对小海拔尺度背景下土壤细菌群落的分布格局和物种共存关系的理解。

A 群落组成、B 驱动因子、C 共存网络的拓扑性质、D 关键物种

摘要

The elevational distributions of bacterial communities in natural mountain forests, especially along large elevational gradients, have been studied for many years. However, the distributional patterns that underlie variations in soil bacterial communities along small-scale elevational gradients in urban ecosystems are not yet well understood. Using Illumina MiSeq DNA sequencing, we surveyed soil bacterial communities at three elevations on Zijin Mountain in Nanjing City: the hilltop (300 m a.s.l.), the hillside (150 m a.s.l.), and the foot of the hill (0 m a.s.l.). The results showed that edaphic properties differed significantly with elevation. Bacterial community composition, rather than alpha diversity, strongly differed among the three elevations (Adonis: R² = 0.12, P<0.01). Adonis and DistLM analyses demonstrated that bacterial community composition was highly correlated with soil pH, elevation, total nitrogen (TN), and dissolved organic carbon (DOC). The degree scores, betweenness centralities, and composition of keystone species were distinct among the elevations. These results demonstrate strong elevational partitioning in the distributions of soil bacterial communities along the gradient on Zijin Mountain. Soil pH and elevation together drove the small-scale elevational distribution of soil bacterial communities. This study broadens our understanding of distribution patterns and biotic co-occurrence associations of soil bacterial communities from large elevational gradients to short elevational gradients.

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