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水土保持与荒漠化防治研究团队在桉树土壤微生物关键种驱动土壤多功能性领域取得重要进展

发布时间:2025-09-17  

   生态系统多功能性,尤其是土壤多功能性,近年来因其在生物多样性与生态系统功能关系研究中的重要地位而受到广泛关注。土壤多功能性指的是土壤同时维持与执行多种生态过程的能力,包括支持植物生长、调控水文循环、固存碳氮以及维持生物多样性等。桉树作为全球种植面积第二大的多用途木材树种,其人工林面积持续扩大。然而,随着木材需求的增长,桉树林的轮伐周期已缩短至五年或更短,频繁采伐可能对土壤生态功能造成显著损害。土壤微生物群落作为关键的生物调节者,参与土壤团聚体形成、养分循环和植物生长等多个核心过程。其中,关键种在微生物网络中扮演着不可替代的角色,常被视为“生态系统工程师”。因此,这些关键微生物如何调控桉树人工林土壤的多功能性,是一个亟待深入解析的重要科学问题。
 

   针对上述问题,近日中南林业科技大学水土保持学院吴立潮教授和陈利军副教授团队联合以色列理工学院与西班牙生态研究与林业应用中心,针对桉树林生态系统中微生物关键类群对土壤多功能性的影响展开研究。该团队通过系统分析单代种植林,多代种植林与常绿阔叶林的土壤多功能性和微生物群落结构与多样性,首次揭示了在长期桉树种植下,养分失衡通过影响微生物关键种来调控土壤多功能的机制。相关成果以" Keystone taxa play a critical role in regulating soil multifunctionality in Eucalyptus plantations"为题发表于农业综合领域权威期刊Agriculture, Ecosystems and Environment。

   研究结果表明,长期桉树多代种植显著破坏了土壤养分化学计量平衡,导致关键种的丰富度与多样性明显下降,进而降低土壤多功能性。微生物共生网络分析显示,关键种组成及模块特征向量均与土壤化学计量特征显著相关。群落阈值指示分析、多阈值法与随机森林模型均一致表明,关键种多样性的丧失是土壤多功能性下降的重要原因。偏最小二乘路径模型进一步证实,土壤养分化学计量和酶活性通过调节关键种的多样性及群落结构,间接影响土壤多功能性。

   中南林业科技大学水土保持与荒漠化防治专业本科毕业生,现以色列理工学院硕士研究生卢雨琨为论文的第一作者,陈利军副教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、广西科技重大专项、湖南省自然科学基金、国家自然科学基金地区基金和“十四五”国家重点研发项目子课题的资助。

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109988

 (陈利军供稿,何功秀审核)

 

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