森林生態(tài)系統對全球碳固定起著(zhù)重要的作用，評估森林生態(tài)系統的健康和潛力至關(guān)重要。土壤生態(tài)系統多功能能夠反映土壤營(yíng)養物的周轉和維持以及植被多樣性，進(jìn)而可以用來(lái)評估森林生態(tài)系統植被生產(chǎn)力。在陸生生態(tài)系統特別是森林生態(tài)系統里，磷素普遍呈現出缺乏的現象，且在夏季尤甚。森林土壤中磷素主要來(lái)自于含有機磷動(dòng)植物殘體的降解。在原核生物中保守的phoD基因可以用來(lái)評估有機磷礦化的水平。有文獻表明含phoD基因的稀有種細菌對有機磷的礦化起著(zhù)重要的作用，然而含phoD基因的稀有種和豐富種細菌是否能夠影響生態(tài)系統的更多功能，如以碳氮磷元素含量及酶活表示的生態(tài)系統多功能，這樣的研究鮮有報道。 

　　中國科學(xué)院水生植物與流域生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗室、武漢植物園環(huán)境基因組學(xué)學(xué)科組萬(wàn)文結副研究員與楊玉義研究員，同中南民族大學(xué)何冬蘭教授開(kāi)展合作，以湖北神農架林區森林土壤為研究對象，使用Illumina MiSeq技術(shù)確定了含phoD基因細菌的組成和多樣性，使用傳統方法測定了土壤的理化性質(zhì)；運用多種統計學(xué)分析方法以揭示含phoD基因的稀有種和豐富種細菌對環(huán)境的適應性和群落構建機制。 

　　在先前研究成果的基礎上（Wan et al., 2021. Geoderma），本研究對數據進(jìn)行了再挖掘。研究結果表明：含phoD基因稀有種細菌的分類(lèi)學(xué)多樣性較豐富種對生態(tài)系統多功能貢獻更高，而含phoD基因豐富種細菌的系統發(fā)育學(xué)多樣性較稀有種對生態(tài)系統多功能貢獻更高。稀有種具有更高的環(huán)境位寬，表明稀有種在分類(lèi)學(xué)水平上具有更強的環(huán)境適應性；豐富種具有更強的系統發(fā)育信號，表明豐富種在系統發(fā)育水平上具有更強的環(huán)境適應性。稀有種和豐富種的群落構建均由隨機過(guò)程主導，且土壤溫度扮演著(zhù)重要的角色以調節隨機性和確定性過(guò)程之間的平衡。該研究為森林生態(tài)系統里有機磷礦化相關(guān)細菌多樣性的維持以及其對土壤生態(tài)系統多功能的貢獻提供了新的見(jiàn)解和分析手段，豐富了森林生態(tài)系統里有機磷礦化的相關(guān)知識。 

　　該研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金面上項目、中央高?；A研究經(jīng)費和自然資源部城市土地資源監測與模擬重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放基金資助，研究成果以“Linking rare and abundant phoD-harboring bacteria with ecosystem multifunctionality in subtropical forests: from community diversity to environmental adaptation”為題，發(fā)表在SCI期刊Science of the Total Environment（中科院1區，top10%, IF=7.963）雜志上。萬(wàn)文結為論文的第一作者，楊玉義為論文的通訊作者。 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148943. 

圖1 神農架林區土壤含phoD基因稀有種和豐富種細菌多樣性特點(diǎn)與維持機制