這種互作模式將影響熱帶森林生物多樣性

中國科普網訊（陳潔 記者胡利娟）熱帶雨林僅占全球陸地面積的7%，卻支撐著世界上三分之二的生物多樣性，盡管高溫多雨的氣候特征為生物的生長繁殖創造了有利條件，但長時間淋溶和土壤酸化導致土壤養分相對于其他森林較匱乏，不利于植物生長。那么，熱帶雨林如何在土壤有效養分較低的情況下保持多物種共存？

3月10日，記者從中國林業科學研究院獲悉，該院熱帶林業研究所生物多樣性與生態服務研究團隊經過研究發現，熱帶森林演替中“土壤細菌—真菌—植物”跨界網絡的嵌套性與模塊性和跨界物種互作模式，可以影響土壤養分有效性，從而調節植被多樣性，這將為熱帶次生林植被恢復的微生物反饋調節機制做新的補充。相關研究成果于近日發表在《森林生態與管理》上。

土壤“細菌-真菌”跨界分子網絡。圖(a)(b)(c)展示了不同門類細菌、真菌群落相互關聯形成的拓撲網絡結構；圖(d)(e)(f)展示了細菌、真菌在門水平的跨界互作模式，其中紅色線條代表正向互作，藍色線條代表負向互作。來源：研究團隊提供

土壤微生物作為森林生態系統活躍的組成部分，在土壤養分循環、植物營養吸收等方面發揮著關鍵調節作用，但土壤微生物如何通過調節養分而促進植物物種共存尚不清楚。

該研究團隊依托尖峰嶺國家野外觀測研究站建立的164個公里網格樣地平臺（每個樣地面積625平方米，相鄰樣地間距約1公里），通過構建歷史擇伐和皆伐后次生林自然演替過程中，“細菌—真菌—植物”跨界分子網絡，研究了土壤微生物與植物群落互作模式及其對物種多樣性的影響。

研究發現，相較于原始林，擇伐后次生林土壤“細菌—真菌”跨界網絡中物種的負向互作比例增加，增強了微生物群落對養分的競爭關系，以及跨界微生物群落的生態位分化。同時，“植物—微生物”網絡結構的嵌套性降低，表明跨界微生物群落生態位分化的加強促進了“植物—土壤微生物”互作模式的多樣化，有利于植物根據土壤環境條件選擇特定的微生物類群與之共生，促進多物種共存。

而皆伐后次生林土壤“細菌—真菌”跨界網絡中物種的正向互作比例增加，增強了微生物群落對養分獲取的協作關系，以及跨界微生物群落的均質化，導致植物難以從土壤中召集能與之共存的特定微生物類群。同時，“植物—微生物”網絡結構的嵌套性和模塊性增加，表明“植物—土壤微生物”互作模式的趨同化，不利于多物種共存。

土壤“植物—細菌”和“植物—真菌”跨界分子網絡。來源：研究團隊提供

此外，研究成果還從“土壤微生物—植物”互作模式的角度，闡明不同干擾方式對熱帶森林生物多樣性的潛在影響，為熱帶退化森林生態修復關鍵技術研究提供了理論依據。

中國林科院熱林所陳潔副研究員為第一作者，許涵研究員為通訊作者。研究得到國家自然科學基金和中國林科院優秀青年創新人才項目的資助。

標簽： 土壤微生物 微生物群落 生物多樣性