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華南植物園揭示熱帶海岸森林恢復(fù)過(guò)程中微生物調(diào)控土壤有機(jī)碳固持生態(tài)機(jī)制
微生物代謝產(chǎn)物(如球囊霉素和氨基糖)是土壤有機(jī)碳庫(kù)的重要來(lái)源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳的形成和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。再造林是恢復(fù)熱帶退化海岸臺(tái)地的有效途徑，前期研究發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)土樹(shù)種混交可以顯著加速土壤生物多樣性的恢復(fù)(Wuet al., 2021, Global Change Biology, 27, 5329-5340)，但是對(duì)于恢復(fù)過(guò)程中不同微生物代謝產(chǎn)物積累特征及其對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的相對(duì)貢獻(xiàn)尚缺乏直接的比較和量化評(píng)估，相關(guān)研究的開(kāi)展不僅有助于提升恢復(fù)過(guò)程中生態(tài)功能重建的機(jī)制性理解，也可為區(qū)域生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐和氣候變化應(yīng)對(duì)提供科技支撐。
中科院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)基于小良熱帶海岸生態(tài)系統(tǒng)定位研究站長(zhǎng)達(dá)60年的植被恢復(fù)序列，探究了植被恢復(fù)過(guò)程中球囊霉素相關(guān)土壤蛋白與氨基糖的積累特征及其土壤有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)：(1)裸地造林大大增加了球囊霉素相關(guān)蛋白和氨基糖在土壤中的積累，但降低了它們對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn);(2)恢復(fù)過(guò)程中球囊霉素相關(guān)蛋白比氨基糖積累更快，對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)更大，表明森林恢復(fù)過(guò)程中叢枝菌根真菌在調(diào)節(jié)土壤碳循環(huán)方面發(fā)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(fù)策略來(lái)促進(jìn)土壤有機(jī)碳的固持;(3)土壤碳：磷比在調(diào)節(jié)微生物代謝產(chǎn)物積累方面的重要性表明在磷限制的生態(tài)系統(tǒng)可以通過(guò)施肥管理實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤有機(jī)碳固存和穩(wěn)定性的調(diào)控。(4)鄉(xiāng)土樹(shù)種混交林在磷限制的長(zhǎng)期適應(yīng)、磷儲(chǔ)存和磷利用效率方面的優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致其可以快速恢復(fù)土壤生物多樣性同時(shí)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(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能協(xié)同恢復(fù)的優(yōu)選策略。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Global Change Biology (《全球變化生物學(xué)》)上。華南植物園博士后李騰騰和碩士生袁也(已畢業(yè))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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室(廣州)核心團(tuán)隊(duì)項(xiàng)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(fù)過(guò)程中微生物代謝產(chǎn)物積累及其對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)。
BL，光裸地;EP，桉樹(shù)人工純林，MF，鄉(xiāng)土樹(shù)種混交林，NF，自然林。
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