研究揭示热带森林恢复激活土壤微生物碳泵功能机制

土壤有机碳库的动态变化是评估生态系统恢复成效的重要指标。然而，在热带生态系统恢复过程中，土壤微生物如何响应养分可利用性变化，进而通过群落结构和代谢功能调控土壤碳积累与固存，其作用机制尚不清楚。

近期，中国科学院西双版纳热带植物园研究团队以西双版纳地区不同恢复阶段的热带森林为研究对象，采用时空替代法，结合土壤理化分析、微生物标志物分析和宏基因组测序等技术，揭示了生态恢复过程中微生物群落结构与功能的协同转变及其驱动土壤有机碳积累的生物学机制。

研究表明，生态恢复显著优化了凋落物和土壤的养分化学计量比，缓解了微生物面临的碳和磷共限制状态。伴随养分限制的缓解，微生物生活史策略由生长产率型向资源获取/胁迫耐受型转变，显著提高了微生物的碳利用效率、丰富度及生物量。恢复过程中，微生物共生网络复杂度提升，群落构建过程逐渐转向由随机性过程主导。宏基因组分析表明，与微生物固碳、难降解碳降解及磷循环相关的功能基因丰度均显著上调。此外，微生物残体碳，尤其是真菌残体碳含量随恢复进程显著增加。路径模型分析表明，微生物残体碳是驱动土壤有机碳积累的最主要直接驱动力，其相对贡献显著强于植物源残体碳。

研究阐明了“养分限制缓解—微生物代谢与性状转变—微生物残体积累—土壤固碳”的级联反应过程，从微生物生态学角度证实了热带退化人工林恢复能够有效激活“土壤微生物碳泵”功能。研究强调，针对微生物养分需求及其代谢性状的管理，可作为未来提升退化热带地区土壤碳汇功能的重要调控策略。

相关研究成果发表在Catena上。研究工作得到国家自然科学基金、云南省“兴滇英才支持计划”等的支持。

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热带森林恢复过程中养分限制缓解调控微生物介导的土壤有机碳动态示意图