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橡膠種植帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但大規(guī)模的單一橡膠林對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了極大的負(fù)面影響，尤其是在土壤理化性質(zhì)方面。單一橡膠種植及其粗放管理方式不僅導(dǎo)致了土壤的板結(jié)缺水，還引起了明顯的水土/養(yǎng)分流失、土壤侵蝕、土壤肥力和質(zhì)量的不斷退化。因此，亟待優(yōu)化其單一的種植經(jīng)營(yíng)方式和發(fā)展環(huán)境友好膠園栽培管理模式。近年來，針對(duì)單一橡膠林、棄管橡膠林的生態(tài)恢復(fù)工作受到了廣泛的關(guān)注，盡管已有大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)其生態(tài)恢復(fù)有助于提高土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和生物多樣性，但有關(guān)橡膠林恢復(fù)過程中介導(dǎo)碳循環(huán)的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)重塑及其對(duì)土壤肥力提升作用方面的研究尚有待深入。

中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)生態(tài)水文研究組碩士研究生蔡曉毅在導(dǎo)師劉文杰、陳春峰等指導(dǎo)下，以單層橡膠林、橡膠/茶樹復(fù)合林、叢林式橡膠林、原始熱帶雨林為研究對(duì)象，解析了橡膠林生態(tài)恢復(fù)過程中全土及其團(tuán)聚體組分土壤肥力因子(有機(jī)碳、總氮、總磷)與理化性質(zhì)(pH、電導(dǎo)率)的演變特征，探討了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化及土壤肥力恢復(fù)過程中微生物的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明：(1)與單層橡膠林相比，其生態(tài)恢復(fù)顯著提高了土壤pH、電導(dǎo)率及養(yǎng)分有效性，緩解了微生物群落的養(yǎng)分限制，降低了其維持生存的能量消耗，從而促進(jìn)了微生物多樣性及其共生網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的提高，同時(shí)促使r對(duì)策細(xì)菌與K對(duì)策真菌的相對(duì)豐度上升，這進(jìn)一步促進(jìn)微生物分泌物與微生物源碳的生成、優(yōu)化生態(tài)信號(hào)傳遞過程、刺激微生物生物量的周轉(zhuǎn)、提高養(yǎng)分利用效率，進(jìn)而增強(qiáng)了土壤碳、氮、磷的固存能力;(2)較小粒徑的土壤團(tuán)聚體中，有效養(yǎng)分的富集與微小孔隙結(jié)構(gòu)為微生物提供了豐富的基質(zhì)與物理保護(hù)，重塑了其群落組成、提高了微生物多樣性、增加了r對(duì)策微生物的比例、促進(jìn)了更為穩(wěn)定的共生關(guān)系，進(jìn)而顯著提升了微生物生物量、強(qiáng)化了養(yǎng)分循環(huán)過程，促使有機(jī)碳及其它養(yǎng)分在土壤微團(tuán)聚體中的積累。基于以上結(jié)果，該研究強(qiáng)調(diào)了單一、棄管橡膠林實(shí)施生態(tài)恢復(fù)對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)重塑的關(guān)鍵性作用，凸顯了微生物在維持、調(diào)控土壤健康方面的重要生態(tài)功能。

相關(guān)結(jié)果以Unlocking mechanisms for soil fertility enhancement in tropical forests restored from non-native rubber plantations: Microbes as the key drivers為題，發(fā)表在期刊Land Degradation & Development上。該研究得到版納植物園“十四五”規(guī)劃、國(guó)家基金、云南省基金?重點(diǎn)、“興滇英才?青專”、中國(guó)科學(xué)院“西部之光”等項(xiàng)目資助。感謝版納植物園公共技術(shù)中心、版納生態(tài)站的幫助!

微生物群落對(duì)土壤肥力的影響