绿洲化被认为是引起土壤碳储量和代谢变化的最重要因素，土壤微生物群落结构和固碳途径的转变可能是绿化过程中土壤碳储量增加的最重要驱动因素。因此，研究干旱荒漠区绿化过程中土壤微生物固碳途径的变化是十分必要的。

2024年3月5日，我院贡璐教授课题组在农林科学1区期刊Catena上发表题为“Changes in soil microbial carbon fixation pathways along the oasification process in arid desert region: A confirmation based on metagenome analysis”的研究论文，提出了干旱荒漠地区土壤碳固定过程中的微生物碳固定新见解，论文第一作者为硕士研究生杨钰鑫。

该研究采用宏基因组测序技术测定了西北干旱荒漠区4个不同耕作年限（即3年、6年、18年和30年）的天然荒漠灌丛（CK）土壤微生物群落结构、固碳相关基因和固碳途径的变化及其与土壤性质的关系。研究发现细菌是土壤优势类群，其相对丰度随栽培年限逐渐降低。变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroides）和酸杆菌门（Acidobacteria）是荒漠灌丛和绿洲农田土壤微生物的优势门，它们的相对丰度随着栽培年限的变化而发生明显变化。人类的农业活动改变了土壤环境，从而影响了微生物的碳固定。在养分贫乏的土壤中，受能量供应的限制，rTCA 和 DC/4-HB 循环主要被绿洲农田中的微生物用来固定碳。

图1  农田微生物群落组成的变化图

图2 农田微生物类群变化图

图3 农田六种碳固定途径相对丰度变化图

该研究明确了六种微生物碳固定途径均存在于荒漠和绿洲土壤中，为干旱荒漠地区土壤碳固定过程中的微生物碳固定机制提供了新的见解，同时也为进一步研究土壤碳动态的微生物机制提供了理论依据。

文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.107955