打印 磷是植物和土壤生物发育的第二大必需营养元素，但其在土壤中的生物有效性通常较低，各类陆生生态系统普遍存在磷限制的现象。土壤微生物通过产生磷酸酶等参与土壤磷循环，提高土壤磷的生物有效性。土地利用变化可通过改变植被覆盖和其他相关属性进而影响土壤物理、化学和生物特性，对土壤磷酸酶活性和相关微生物群落具有显著的影响。青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔，是地球第三极，也是全球最脆弱的地区之一，生态系统容易受到全球气候变化和人类活动的影响，该区域在环境和植被覆盖变化方面具有高度多样性。了解土地利用变化对青藏高原地区土壤磷酸酶活性和相关微生物群落的影响，对评估该区域土壤磷循环和地力可持续性具有至关重要的意义。
基于此，中国科学院成都生物研究所博士研究生Belayneh Azene和朱仁欢在博士生导师潘开文研究员和张林副研究员的指导下，以天然林、人工林、农田和灌木林四种土地利用类型的土壤为研究对象，探讨青藏高原东南缘亚高山生态系统土地利用类型变化对土壤磷酸酶活性、磷酸酶编码基因和相关微生物群落的影响。结果表明：磷的有效性在天然林转化为农田后显著增加。天然林转化为其他土地利用方式后，由于土壤有机碳、水分和全氮的降低，磷酸酶活性显著降低。检测到13个与磷溶解和磷矿化相关的基因，其中phoD和gcd分别是主要的磷矿化和磷溶解基因。农田土壤中gcd基因的丰度较高，而天然林中phoD基因的丰度较高。gcd基因丰度主要受pH和全磷控制，phoD基因丰度主要受pH和速效磷控制；土壤水分含量、有机碳和全氮调控研究检测到的其他基因。编码gcd基因的主要微生物门包括酸杆菌门（Acidobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes），编码phoD基因的主要微生物门包括变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和Candidatus Rokubacteria。大多数携带gcd和phoD的微生物主要受pH、有效磷和总磷的调控，部分微生物门也受土壤水分含量、有机碳和全氮的调节。土地利用变化显著改变了土壤磷酸酶以及磷酸酶编码基因和相关微生物的丰度，这些变化对研究土壤磷循环以及该区域土壤磷的可持续管理具有重要意义。
相关研究结果以“Land use change alters phosphatase enzyme activity and phosphatase-harboring microbial abundance in the subalpine ecosystem of southeastern Qinghai-Tibet Plateau, China”为题发表在《Ecological Indicators》。成都生物研究所博士研究生Belayneh Azene和朱仁欢为论文共同第一作者，潘开文研究员、张林副研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（31961133012）、波兰国家科学中心基金（2018/30/Q/NZ9/00378）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZK0303）资助。
图1 不同土地利用方式土壤酸性(a)和碱性(b)磷酸酶活性
图2 不同土地利用方式土壤磷矿化和磷溶解编码基因的相对丰度
图3 不同土地利用方式土壤携磷矿化和磷溶解基因微生物群落组成
图4 磷矿化和磷溶解基因 (a)、携gcd (b)基因和phoD (c)基因微生物的相对丰度与土壤性质间的冗余分析