全球变化对球囊霉素的影响及其对陆地生态系统土壤碳固存的启示

经济-社会的快速发展、人口的不断增长给土地资源造成了巨大压力，而农业的集约化也导致了普遍的土壤退化（如土壤侵蚀、水土养分流失、重金属及有机物污染等）。据统计，全球大约有25%的土地严重退化，有50%的土地由于人为活动而中度退化，使得当前和未来的粮食安全受到了严重威胁。因此，退化土地的可持续修复是满足全球粮食需求的重要举措。利用有益微生物，特别是丛枝菌根真菌（AMF）进行土壤改良，无疑是一种行之有效的手段和方法。研究表明，AMF可产生球囊霉素（Glomalin），有助于促进土壤有机碳（SOC）固存、缓解土壤退化过程。然而，对Glomalin的研究比较分散、不系统，特别是Glomalin相关土壤蛋白（GRSP）对全球变化因子（GCF）的响应方面尚未可知。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）的研究人员通过整合全球500余个观测案例，采用Meta方法解析了气候变化、生物入侵、土地利用变化等对陆地生态系统Glomalin相关土壤蛋白不同组分的影响。结果表明：CO₂升高、氮磷添加、氮磷钾添加分别增加了28%、40%、30%的总GRSP，但氮添加对其无显著影响。然而，城市化及干旱使总GRSP分别降低26%和15%；自然生态系统转变为农田减少40%的总GRSP，而农田植被恢复则使GRSP增加32%。植物入侵、野火和磷添加对GRSP无显著影响，可能是因为AMF活性变化较小以及相反过程的影响抵消。当在湿润条件和富含粘粒土壤类型下进行中长期研究时，GCF对GRSP的影响非常强烈，GRSP的增加还与AMF在根系上定殖、土壤粒级及SOC含量呈正相关。此外，结构方程模型分析发现GCF通过改变AMF-GRSP产量直接影响了SOC固存，并间接影响了土壤团聚体对SOC的保护作用，这表明优化GRSP产量可以增强SOC的固存。

相关结果以Unraveling the impact of global change on glomalin and implications for soil carbonstorage in terrestrial ecosystems为题，发表在国际期刊Resources,Environment and Sustainability上。版纳植物园生态水文研究组Singh Ashutosh Kumar副研究员为第一、通讯作者，刘文杰研究员、朱习爱副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（面上、外国青年学者项目）、云南省应用基础研究计划、云南省“兴滇人才”等项目的资助。

球囊霉素（Glomalin）相关土壤蛋白对全球变化的响应