在不同火灾后的演替阶段，土壤细菌比真菌更为敏感：利用微生物的敏感性阈值来促进温带森林的恢复

《Applied Soil Ecology》：Soil bacteria are more sensitive than fungi across different post-fire succession stages: Harnessing microbial sensitivity thresholds for recovery in warm temperate forests

森林火灾后土壤细菌和真菌群落演替规律及驱动机制研究。采用空间替代时间方法分析北方温带森林不同火灾后阶段（0,2,5,10,32年）土壤微生物群落结构变化。结果表明：细菌α多样性峰值出现在5年，真菌在10年；细菌丰度恢复快于真菌，且两者相互作用从竞争转向共生，主要受土壤磷、碳和氮磷比驱动。森林火灾|土壤微生物群落|演替轨迹|细菌真菌互作|土壤理化性质|资源分配|网络拓扑结构|恢复阶段|温带森林|微生物多样性

　　森林中的土壤微生物群落极易受到火灾扰动的影响，而全球气候变化加剧了这种破坏。然而，目前对于火灾后土壤细菌和真菌群落的演替轨迹及其潜在的驱动机制仍缺乏深入理解，特别是在东亚温暖湿润的温带地区。为了探讨火灾后土壤微生物群落的结构变化，本研究采用“空间替代时间”的方法，选取了火灾后0年、2年、5年、10年和32年的不同阶段进行分析，重点研究了中国北方温暖湿润落叶阔叶林中土壤微生物群落的演替模式。

研究结果显示，在火灾后的10年内，燃烧区域的细菌和真菌丰度与未燃烧区域的对照组没有显著差异。这表明，尽管火灾对土壤生态系统造成了破坏，但微生物群落在一定时间内具备较强的恢复能力。然而，火灾对微生物群落的影响并非均匀，细菌群落表现出更高的敏感性。火灾导致细菌α多样性显著下降，而真菌的α多样性变化相对较小。此外，β多样性分析揭示了细菌群落结构在火灾后发生了更显著的变化，这表明火灾对细菌的影响更为深远。

在火灾后的恢复过程中，细菌与真菌之间的关系主要表现为共生而非竞争。这种关系在燃烧区域尤为明显，主要由细菌的活动驱动。而在未燃烧区域，真菌与细菌之间的相互作用则更多地表现为竞争关系。随着演替的推进，细菌的α多样性在火灾后5年达到峰值，而真菌的α多样性则在火灾后10年达到最高水平。这表明，细菌和真菌在火灾后的恢复过程中表现出不同的动态特性，可能与它们在生态策略上的差异有关。

研究还发现，火灾后细菌群落中的一些菌门（如放线菌门和酸杆菌门）在相对丰度上显著增加。而真菌群落中主要发生变化的类群包括担子菌门、子囊菌门和瓦勒米菌门。这些变化可能反映了火灾后微生物群落对不同资源利用策略的适应性。此外，土壤有机碳含量（SOC）和总磷含量（TP）对细菌群落的恢复具有较强的驱动作用，而真菌群落的恢复则主要受到TP和pH的影响。氮磷比（N/P）也对细菌的恢复产生了次要但显著的影响。

本研究进一步分析了微生物群落的网络结构，发现火灾后细菌和真菌的共现网络在早期阶段较为简单，而随着恢复的进行，网络结构逐渐复杂化。在火灾后的10年，真菌的共生网络强度显著增加，而细菌的共生网络则在早期阶段表现出更强的连接性。这些变化表明，火灾不仅改变了微生物群落的结构，还重塑了它们之间的相互作用模式。网络拓扑学分析显示，细菌的网络在早期阶段具有较低的模块性，而真菌的网络在火灾后的2年表现出较高的模块性，这可能反映了它们在不同阶段对环境变化的适应策略。

研究还探讨了火灾对土壤理化性质的影响，发现火灾显著改变了土壤中的SOC、TN、N/P、β-葡萄糖苷酶活性和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酸酶活性。这些变化可能为微生物群落的恢复提供了新的资源和环境条件。同时，环境因素如土壤pH、SOC和TP对微生物群落的结构变化具有显著影响，而这些因素在不同阶段的相对重要性有所不同。

尽管本研究揭示了火灾对微生物群落的影响及其恢复过程，但仍存在一些局限性。例如，研究中的自然演替序列设计结合了空间和时间的变异性，这可能影响更广泛的生态推论。此外，由于缺乏植被信息，植被恢复作为土壤微生物群落构建的重要生物决定因素未能被充分考虑。未来的研究可以结合植被动态，以更全面地理解这些相互作用。

本研究提出了一个分阶段的土壤恢复框架，旨在优化资源分配和恢复策略。在早期阶段（火灾后0-5年），应优先考虑添加可溶性有机碳源（如葡萄糖酸）和固氮细菌接种（如Bradyrhizobium spp.），以缓解早期阶段的氮限制并加速细菌共现网络的重建。在中期阶段（火灾后5-10年），根据区域特点采用不同的策略，如在湿润温带地区引入耐旱的外生菌根真菌（如Laccaria bicolor）和深根系豆科灌木（如Amorpha fruticosa），以协同增强真菌介导的碳固存。而在干旱地区，则推荐使用生物炭-堆肥复合材料，以缓解水分胁迫对真菌相互作用的抑制，同时维持营养循环。

本研究的结论表明，细菌和真菌在火灾后的演替轨迹存在显著差异，具体表现为：1）时间恢复差异：细菌表现出更高的敏感性但恢复速度更快，而真菌的恢复则表现出较长的滞后期；2）相互作用变化：火灾扰动区域促进了细菌主导的共生关系，而未燃烧土壤则更倾向于竞争关系；3）多样性解耦：细菌的α多样性在火灾后5年达到峰值，而真菌的α多样性则在火灾后10年达到最高水平。这些发现为火灾后的土壤修复提供了重要的理论依据，强调了不同阶段对微生物群落恢复策略的针对性调整。

未来的研究可以进一步整合这些微生物恢复的关键节点与地上植被动态，以构建更全面的植物-土壤反馈框架。此外，为了验证提出的分阶段干预策略在不同温带森林类型和火灾严重程度下的适用性，还需要进行更多的实地研究。同时，利用稳定同位素探针（SIP）结合宏基因组学等方法，可以深入探讨关键菌群（如放线菌门和瓦勒米菌门）在火灾后土壤恢复中的具体生物地球化学功能。