微生物代謝產物（如球囊霉素和氨基糖）是土壤有機碳庫的重要來源，在調控土壤有機碳的形成和穩定性方面發揮著重要作用。再造林是恢復熱帶退化海岸臺地的有效途徑，前期研究發現鄉土樹種混交可以顯著加速土壤生物多樣性的恢復（Wu et al., 2021, Global Change Biology, 27, 5329-5340），但是對于恢復過程中不同微生物代謝產物積累特征及其對土壤有機碳庫的相對貢獻尚缺乏直接的比較和量化評估，相關研究的開展不僅有助于提升恢復過程中生態功能重建的機制性理解，也可為區域生態恢復實踐和氣候變化應對提供科技支撐。
中科院華南植物園恢復生態學任務團隊基于小良熱帶海岸生態系統定位研究站長達60年的植被恢復序列，探究了植被恢復過程中球囊霉素相關土壤蛋白與氨基糖的積累特征及其土壤有機碳庫的貢獻。研究發現：（1）裸地造林大大增加了球囊霉素相關蛋白和氨基糖在土壤中的積累，但降低了它們對土壤有機碳庫的貢獻；（2）恢復過程中球囊霉素相關蛋白比氨基糖積累更快，對土壤有機碳庫的貢獻更大，表明森林恢復過程中叢枝菌根真菌在調節土壤碳循環方面發揮著重要作用，叢枝菌根真菌植物的引入可以作為一種有效的恢復策略來促進土壤有機碳的固持；（3）土壤碳：磷比在調節微生物代謝產物積累方面的重要性表明在磷限制的生態系統可以通過施肥管理實現對土壤有機碳固存和穩定性的調控。（4）鄉土樹種混交林在磷限制的長期適應、磷儲存和磷利用效率方面的優勢導致其可以快速恢復土壤生物多樣性同時顯著提升土壤碳固持能力，植物的“功能混搭”可以作為退化生態系統結構和功能協同恢復的優選策略。
相關研究成果已近期發表在國際學術期刊Global Change Biology（《全球變化生物學》）上。華南植物園博士后李騰騰和碩士生袁也（已畢業）為論文的共同第一作者，劉占鋒研究員為論文的通訊作者。研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）核心團隊項目等資助與支持。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/GCB.16467
圖1. 熱帶海岸森林恢復過程中微生物代謝產物積累及其對土壤有機碳庫的貢獻。
BL，光裸地；EP，桉樹人工純林，MF，鄉土樹種混交林，NF，自然林。
附件下載：