新疆生地所在天山野果林退化对土壤微生物群落多样性影响研究中获进展

　　

　　天山野果林分布于我国新疆、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦，主要包括野苹果、野杏、野核桃和野生樱桃李等，是全球许多栽培果树的起源地，是人类宝贵的野生种质基因库。然而近十几年来，受病虫害、人类扰动和气候变化等因素的影响，天山野果林生态系统发生大面积退化，甚至植株死亡。我们知道，健康的土壤微生物群落可以增强树木自身抵抗力，稳定土壤碳库，维持生境质量，并改善树木生长状况。然而，在以往的研究中，更多关注的是树木本身的生理生态变化，而很少研究树木退化或死亡冠幅下土壤微生物的多样性和功能到底会产生何种影响。对这些科学问题的回答，将有助于我们深入理解受损森林生态系统退化过程，并从土壤生物属性的角度为森林生态系统修复提供新的视角和科学支撑。

　　针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究团队连续多年开展了天山野果林生态系统退化对土壤微生物群落的影响研究。研究人员选择以新疆野苹果（Malus sieversii）为优势种的野果林生态系统，基于16S rRNA和ITS的目标宏基因组学，分别解析了健康和退化野苹果树表土层土壤细菌与真菌群落属性，包括微生物生物量、物种相互作用、资源利用潜力和生态位宽度，以及土壤理化性质。

　　研究表明，野苹果植株的退化显著降低表土层土壤细菌和真菌共生类群的β多样性，而致病真菌类群的多样性增加，并导致表土层土壤微生物群落网络复杂性降低，由此可能进一步增强了野果林对人为扰动的敏感性。同时，群落构建分析表明，野苹果植株退化增加了表土层土壤细菌与真菌物种的迁移率，促使表土层土壤细菌与真菌均受到更低的扩散限制作用，引起土壤“匀质化”促使表土层土壤细菌群落通过降低生态位宽度及资源竞争力来响应树木的退化过程。与之相反，表土层土壤真菌群落则是更偏向通过调整功能或高阶相互作用响应树木退化过程。健康与退化野苹果植株表土层土壤的微生物群落特征差异化表现，进一步说明土壤微生物与植物群落之间的关系对维持野果林生态系统稳定的重要性，其土壤微生物对树木退化的潜在反馈——微生物多样性、自组装和资源竞争力的改变等，是天山野果林退化生态系统恢复应该着重考虑的重要方面。

　　相关研究结果以“Degradation of wild fruit forests created less diverse and diffuse bacterial communities decreased bacterial diversity, enhanced fungal pathogens and altered microbial assembly in the Tianshan Mountain, China”为题发表在土壤学领域TOP期刊Plant and Soil。新疆生地所荣晓莹副研究员为论文第一作者，张元明研究员为通讯作者。该研究得到自治区天山英才计划、新疆第三次综合科学考察、国家自然科学基金-新疆联合基金重点和自治区重点基金等项目的资助。

　　文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-024-06545-6 

图1 野苹果植株退化对土壤细菌与真菌群落的影响

图2 不同退化程度野苹果植株表土层土壤的中性微生物群落模型(NCM)拟合