微生物生活史策略的权衡驱动喀斯特植被恢复中的土壤碳循环过程

中国西南喀斯特地区是全球重要的碳汇功能区。近年来，喀斯特脆弱区的植被恢复工作受到广泛关注。尽管已有研究证实植被恢复有助于提高土壤有机碳储量和生物多样性，但在恢复过程中，介导碳循环的微生物群落特征（多样性、生活史策略、共生模式等）演变规律及其对土壤有机碳分解与稳定的调控机制仍需进一步探讨。

针对西南喀斯特地区植被恢复的现实背景，中国科学院西双版纳热带植物园选取耕地、草地、灌草地、半常绿阔叶林等作为研究对象，解析了植被恢复过程对土壤有机碳组分、理化性质、碳循环微生物群落结构及其功能基因的影响，探讨了土壤碳循环过程的微生物调控机制。

结果表明，植被恢复显著提高了土壤有机碳及惰性有机碳含量，同时降低了溶解性无机氮含量和活性有机碳组分的比例。植被恢复过程中，土壤微环境的改变导致了碳循环微生物多样性下降，但提高了微生物共生网络的复杂性与稳定性，微生物群落的生活史策略也由以r对策（快速生长，适应资源丰富的环境）为主，逐渐转向以K对策（缓慢生长，适应资源有限的稳定环境）为主。与恢复初期相比，后期微生物群落在碳养分获取方式上发生了明显的转变，具体表现为参与碳固定和活性碳化合物降解的功能基因表达显著降低，而参与惰性碳化合物降解的功能基因表达增强。此外，恢复过程中微生物生活史策略与碳获取方式的转变，有助于提升微生物群落的整体碳利用效率，并促进土壤有机碳的稳定与固存。

该研究强调了在制定喀斯特地区退化植被生态恢复相关对策时，应充分考虑土壤微生物群落特征及其所介导的碳循环途径。

相关研究结果以Tradeoffs between microbial life-history strategies drive soil carbon cycling during revegetation in karst ecosystems: A metagenomic perspective为题，发表在《环境管理杂志》（Journal of Environmental Management）上。研究工作得到国家自然科学基金、云南省自然科学基金等的支持。

论文链接

喀斯特植被恢复过程中影响土壤碳循环的关键因素