SBB-土壤微生物hotspots:概念&综述
SBB，2015
综述背景
土壤是生物圈中异质性（heterogeneity）最强的部分。通过输入不稳定有机物导致了空间和时间上的异质性，进而通过短时间内的热点事件（hot moments）创造了的微生物热点区域（microbial hotspots）。
本文综述了hotspots的形成原因、发生地点和尺度、空间分布和可视化方法、生命周期和过程强度，重点关注微生物活动及相关生命活动的过程速率；并考察了hotspots对土壤层的贡献，发现hotspot主要参与复杂土壤中的相关生态过程，而hotspots体积无关。
基本概念
微生物通常被限制在土壤的微环境中（microhabitats），形成聚居地和生物膜，进而团聚形成hotspots。
定义hotspots为相比于一般土壤条件，在小体积土壤中更快的过程速率和更密集的相互作用关系。
定义hot moments为短期的事件或一系列诱导过程速率增加的事件。
注意hotspots和 hot moments都是通过动力学特征定义的，如过程速率。
Hotspots成因
增加土壤中的可变性是热点形成的先决条件。
生物和非生物因子构成了土壤的物理化学结构，随后不稳定物质的输入（如根系分泌物、垃圾、根死亡等）移除了限制条件，激发了微生物生命活动，驱动了hot moments。生物过程诱导的hot momments经常会形成或维持hotspots；非生物的过程会重新分配可利用C，非生物过程驱动的过程强度一般要弱于生物驱动，且时间更短。
Hot moments进一步会导致hotspots的形成，但是hotspots在hot moments结束后并不一定会消失，很多微生物活动能够在长时间内保持较高的表达水平。
土壤中四种重要的hotspots
根际（Rhizosphere）:不同土壤深度中不稳定根渗出物的输入。
腐屑际（Detritusphere）：稳定的高度聚合的有机质如垃圾（也包含一些不稳定、小分子量的物质），通常在土壤矿物质表面，以及根死亡后的物质。
生物孔隙（Biopores）：蚯蚓及其他土壤微生物肠道处理过的稳定及不稳定有机质；较深的根和穴居动物形成；动物粪便。
团聚体表面（Aggregate surfaces）：在深层土壤中尤为重要。
前三个都是生物来源，只有第四个是非生物来源，因此很多研究往往会忽略它的作用。
土壤中的hotspots类型: 腐屑际 (右上), 根际 (右中), 生物孔隙 (右下), 团聚体表面 (左下)。不同类型Hotspots的相对重要性随深度变化，受到土壤类型、气候条件等因素影响。
Hotspots特征
不同类型Hotspots基本情况：
Hotspots中的活性微生物比例比大块土壤（bulk soil）中高2-20倍，其生命活动（呼吸、微生物生长、矿化潜力、酶活、RND/DNA）也高于一般土壤。
Hotspots与hot moments之间的联系
根际hot moments持续时间受到输入不稳定C的影响，可从几小时持续到几天不等。
腐屑际hotmoments持续时间受到垃圾分解速率调控，可持续数周或数月。
Hot moments诱导种内和种间竞争，影响C的使用效率、周转和微生物生长率。
下图中X代表效应的强度：X强度最低，XXX强度最高。
土壤中hotspots的时间和空间尺度
时间上可从几小时持续至数周，空间上从μm级到mm级。
微生物的丰度及各种生理活动受到hotspots中过程速率的影响
低分子量有机物的加入导致了最大的差异。
微生物相关参数的变化。从上到下依次为：根际、加入低分子量有机物（LMWOS）、腐屑际、加入高分子量有机物（HMWOS）、生物孔隙。X轴为hotspots/bulk soil。
此外，微生物多样性及群落结构也发生了明显变化。
和hotspots相关的微生物过程
另外，本文还讨论了鉴定hotspots的方法、分析hotspots的统计学方法等内容。感兴趣请点击阅读原文进行查看~~
Reference
Kuzyakov,Y., and E. Blagodatskaya. 2015. 'Microbial hotspots and hot moments in soil:Concept & review', Soil Biology &Biochemistry, 83: 184-99.
一个环境工程专业却做生信分析的深井冰博士，深受拖延症的困扰。想给自己一点压力，争取能够不定期分享学到的生信小技能，亦或看文献过程中的一些笔记与小收获，记录生活中的杂七杂八。
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