土壤深度驱动刺槐人工林细菌群落组装过程而非真菌群落的垂直分异机制

本研究针对森林土壤微生物群落对土壤深度和森林年龄(时间序列)响应机制不清的问题，通过16S rRNA和ITS测序技术，系统分析了10-50年刺槐人工林表土(0-20 cm)和底土(70-100 cm)微生物群落特征。研究发现土壤深度显著影响细菌多样性而非真菌多样性，群落组装主要受确定性过程(同质化选择)驱动，且土壤有机碳(SOC)和颗粒有机碳(POC)是调控微生物组装的关键因子。该研究为脆弱生态区地下碳汇增强策略提供了理论依据，发表于《European Journal of Soil Biology》。

　　

在陆地生态系统中，森林土壤微生物如同看不见的工程师，默默推动着碳氮循环的齿轮。然而这些微观生命如何在土壤垂直剖面上分布？随着森林年龄增长，它们的生存策略会发生什么变化？这些问题长期困扰着生态学家。尤其在黄土高原这类生态脆弱区，理解微生物的垂直分布规律对增强土壤碳汇功能至关重要。

甘肃省庆阳市的科研团队选择典型刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林作为研究对象，采集10-50年林龄的表层和深层土壤样本，运用高通量测序(16S rRNA/ITS)、β-最近分类单元指数(βNTI)分析和共现网络构建等技术，揭示了土壤微生物群落的垂直分异规律。研究特别关注土壤碳组分(SOC、POC、EOC等)与微生物组装的关联机制。

微生物多样性
α多样性分析显示细菌在表土的丰富度显著高于底土(P<0.001)，而真菌多样性无层间差异。β多样性表明细菌群落结构受土壤深度和森林年龄双重影响，真菌则主要响应林龄变化。

群落组装过程
βNTI分析揭示细菌和真菌组装均以确定性过程(同质化选择)为主导。但随着林龄增长，细菌βNTI值在两层土壤均显著降低，真菌βNTI值在表土却反常升高，暗示两类微生物对生态位分化的响应策略存在本质差异。

碳组分的调控作用
结构方程模型显示SOC和POC是驱动微生物组装的关键因子。表土中EOC(易氧化有机碳)与细菌多样性正相关，底土中TN(全氮)则显著影响真菌群落构建。网络分析发现底土细菌网络具有更高复杂性和模块性，表明深层微生物可能存在更精细的资源分配策略。

该研究首次系统阐明了刺槐人工林土壤微生物的垂直分异规律，证实碳组分有效性是调控微生物组装的核心因素。特别值得注意的是，深层土壤细菌通过构建复杂互作网络来适应资源匮乏环境，这一发现为"深层碳泵"理论提供了微生物学证据。研究结果对优化人工林管理、增强黄土高原土壤碳汇具有重要指导价值，也为全球变化背景下的地下生态过程研究提供了新视角。