中國西南喀斯特地區(qū)是全球重要的碳匯功能區(qū)，其獨(dú)特的生境條件和破碎化的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的基礎(chǔ)。同時，近年來的持續(xù)氣候變化和社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加劇了土壤侵蝕、水土流失、生物多樣性喪失等諸多問題，進(jìn)一步凸顯了喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。近年來，針對喀斯特脆弱區(qū)的植被恢復(fù)工作受到廣泛關(guān)注。盡管已有研究證實(shí)植被恢復(fù)有助于提高土壤有機(jī)碳儲量和生物多樣性，但在恢復(fù)過程中，介導(dǎo)碳循環(huán)的微生物群落特征(如：多樣性、生活史策略、共生模式等)演變規(guī)律及其對土壤有機(jī)碳分解與穩(wěn)定的調(diào)控機(jī)制仍需進(jìn)一步探討。

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)生態(tài)水文研究組碩士生蔡曉毅，在導(dǎo)師劉文杰、朱習(xí)愛等指導(dǎo)下，針對西南喀斯特地區(qū)植被恢復(fù)的現(xiàn)實(shí)背景，選取耕地、草地、灌草地、半常綠闊葉林等作為研究對象，解析了植被恢復(fù)過程對土壤有機(jī)碳組分、理化性質(zhì)、碳循環(huán)微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能基因的影響，探討了土壤碳循環(huán)過程的微生物調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明：1)植被恢復(fù)顯著提高了土壤有機(jī)碳及惰性有機(jī)碳含量，同時降低了溶解性無機(jī)氮含量和活性有機(jī)碳組分的比例;2)植被恢復(fù)過程中，土壤微環(huán)境的改變導(dǎo)致了碳循環(huán)微生物多樣性有所下降，但提高了微生物共生網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性與穩(wěn)定性，微生物群落的生活史策略也由以r對策為主逐漸轉(zhuǎn)向以K對策為主;3)與恢復(fù)初期相比，后期微生物群落在碳養(yǎng)分獲取方式上發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)變，具體表現(xiàn)為參與碳固定和活性碳化合物降解的功能基因表達(dá)顯著降低，而參與惰性碳化合物降解的功能基因表達(dá)增強(qiáng)。此外，恢復(fù)過程中微生物生活史策略與碳獲取方式的轉(zhuǎn)變，有助于提升微生物群落的整體碳利用效率，并促進(jìn)土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定與固存?；谝陨辖Y(jié)果，該研究強(qiáng)調(diào)了在制定喀斯特地區(qū)退化植被生態(tài)恢復(fù)相關(guān)對策時，應(yīng)充分地考慮土壤微生物群落特征及其所介導(dǎo)的碳循環(huán)途徑。

相關(guān)結(jié)果以Tradeoffs between microbial life-history strategies drive soil carbon cycling during revegetation in karst ecosystems: A metagenomic perspective為題，發(fā)表在Journal of Environmental Management期刊上。該研究得到了版納植物園“十四五”規(guī)劃、國家基金、云南省基金-重點(diǎn)等項目資助，感謝版納植物園公共技術(shù)中心、版納生態(tài)站的幫助。

喀斯特植被恢復(fù)過程中影響土壤碳循環(huán)的關(guān)鍵因素