矿区土壤微食物网结构与营养级传递效应对复垦策略的响应机制

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Plant and Soil 3.9

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  为解决矿区生态修复中土壤微食物网结构与营养传递效率的调控机制问题,来自中国的研究团队在平朔露天煤矿针对针叶林(CP)、阔叶林(BP)和针阔混交林(MP)三种复垦模式开展研究。通过宏基因组测序发现,MP模式显著提升微生物网络复杂度和营养传递效率,尤其促进原生生物-线虫等高营养级能量流动,揭示了复垦策略通过调控土壤理化性质影响C/N代谢过程的机制,为矿区生态功能优化提供科学依据。

  

在露天煤矿生态修复领域,土壤微食物网(soil micro-food web)如同地下的"微型社会",其营养级联效应直接决定生态系统功能恢复成效。研究团队在平朔煤矿15个实验点对比了针叶林(CP)、阔叶林(BP)和针阔混交林(MP)三种复垦策略,运用宏基因组测序(metagenomic sequencing)技术解码地下世界的奥秘。

数据揭示:针阔混交林(MP)犹如高效的"营养中转站",其微生物网络复杂度比单一林型提升23.6%,原生生物(protists)与线虫(nematodes)间的能量流动效率尤为突出。这种"混搭风"复垦模式通过改善土壤孔隙度和pH值,激活了碳氮代谢(C/N metabolism)关键酶系,使得有机质转化效率提升近40%。

有趣的是,不同复垦策略塑造了独特的"地下食物链":MP系统中捕食性线虫与细菌的生物量比达到1:5.3,远优于CP(1:8.7)和BP(1:9.2),证实混合植被能构建更稳定的营养级金字塔。土壤电导率与磷酸酶活性的协同变化,暗示着物理-生物因子的耦合调控机制。

该发现为矿区生态修复提供了"仿自然"设计思路:通过模拟天然林的物种配置,可唤醒土壤微生物组的"集体智慧",使退化土地重获养分循环自维持能力。研究团队特别指出,复垦后第3-5年是微食物网功能转型的关键窗口期,此时介入混交林改造可事半功倍。

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