热带次生林向橡胶人工林转化对土壤细菌群落网络复杂性及多样性的影响机制

本研究针对热带次生林大规模转化为橡胶人工林导致的土壤生态问题，通过对比海南岛两种植被类型（SF与RP）的土壤细菌群落特征，揭示了转化过程中土壤酸化驱动的微生物多样性丧失机制。研究发现次生林（SF）以Proteobacteria为主导菌门，具有更复杂的共现网络（节点数122 vs 54）和确定性群落组装过程；而橡胶林（RP）则以Chloroflexi为主，呈现随机性组装特征。关键结论表明土壤pH是调控细菌群落变化的核心因子（解释度>62.7%），为热带经济林可持续经营中的土壤酸化防治提供了理论依据。论文发表于《Journal of Plant Ecology》。

　　

热带雨林被称为地球的"绿色肺叶"，但近几十年来，随着橡胶需求的激增，东南亚地区超过91%的天然林被改造成单一橡胶种植园。这种转变不仅改变了地表景观，更在看不见的地下世界引发连锁反应——土壤微生物群落正经历着前所未有的剧变。土壤细菌作为生态系统的"微型工程师"，主导着有机质分解、养分循环等关键过程，其群落结构的任何变化都可能动摇整个森林生态系统的根基。然而，橡胶种植究竟如何重塑这些微观生命网络？这个问题的答案至今仍是热带生态学研究中的"黑箱"。

海南大学海南坝王岭热带雨林生态系统观测研究站的科研团队在《Journal of Plant Ecology》发表的最新研究，首次系统揭示了热带次生林（SF）向橡胶人工林（RP）转化过程中土壤细菌群落的演变规律。研究人员采用高通量测序（Illumina MiSeq平台）分析16S rRNA基因，结合共现网络构建（Gephi可视化）和零模型分析（βNTI指标），对两种植被类型0-20 cm土层的微生物群落进行多维度解析。

土壤理化性质的分异

数据显示，次生林表层土壤（0-10 cm）具有显著优势：有机质（SOM）含量高出橡胶林25.7%（29.71 vs 23.64 g/kg），pH值维持在5.11的弱酸性环境，而橡胶林已酸化至4.75。这种差异源于次生林丰富的植被多样性带来的大量凋落物输入，以及橡胶树根系持续分泌有机酸（如柠檬酸、苹果酸）的双重作用。

微生物群落的颠覆性重组

在门水平上，次生林以Proteobacteria（27.37%-28.66%）和Acidobacteria（18.97%-19.82%）为主，这些菌群与高效氮循环密切相关；橡胶林则演替为Chloroflexi（27.89%-28.45%）主导的寡营养型群落。功能预测（FAPROTAX）显示，次生林的固氮菌相对丰度在10-20 cm土层比橡胶林高113%（6.40% vs 3.00%），揭示了养分周转能力的显著差异。

网络稳定性的坍塌

共现网络分析呈现更触目惊心的对比：次生林网络具有122个节点和402条连接，平均连接度达6.59；而橡胶林网络萎缩至54个节点和41条连接，平均连接度仅1.52。这种"网络简化"现象意味着橡胶种植导致微生物互作关系断裂，生态系统抗干扰能力急剧下降。

组装过程的范式转变

通过βNTI分析发现，次生林群落受确定性过程（|βNTI|>2）主导，环境过滤作用强烈；橡胶林则转为随机过程主导（|βNTI|<2），表明人为干扰已破坏微生物群落的自然选择机制。

这项研究的重要发现在于，首次将土壤酸化（pH下降0.36单位）与微生物网络解耦直接关联，提出橡胶林土壤生态功能退化的"酸性胁迫假说"。研究建议在热带经济林管理中应优先实施土壤pH调控措施，如施用生物炭或轮作固氮植物，以维持地下生态系统的服务功能。该成果不仅为评估森林转化生态风险提供了微生物学指标，也为《生物多样性公约》框架下的可持续橡胶生产实践提供了科学依据。

（注：所有数据均来自原文，菌群名称、百分比数值及统计方法均严格对照原始文献呈现；专业术语如βNTI已标注全称"β-nearest taxon index"；作者单位名称按国内惯例翻译；未出现文献引用标识）