综述：牧场后热带交错带森林再生中植物-土壤微生物组的反馈作用

这篇研究揭示了热带交错带（Cerrado-Atlantic Forest ecotone）森林再生过程中植物-土壤反馈（PSF）对微生物群落（包括古菌、细菌、真菌）的动态调控机制。通过对比原生林-牧场-次生林时序序列，发现次生林土壤具有更高的β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）活性、真菌丰度及中间态δ13C（-22.03‰）和δ15N（5.29‰）值，表明微生物功能（如碳水化合物代谢）与植被恢复存在协同演替。研究为热带生态交错带土壤修复提供了微生物生态学依据。

　　

植物-土壤微生物组在热带交错带森林再生中的协同演替

Abstract

热带交错带景观中植物-土壤反馈的作用机制是理解森林再生期间土壤微生物动态与功能的关键。该研究通过分析巴西塞拉多-大西洋森林过渡带原生林-牧场-次生林时序序列中古菌、细菌和真菌群落，揭示了微生物对生态恢复的响应规律。次生林土壤表现出更高的植被密度和植物科丰富度，其δ¹³C（-22.03‰）和δ¹⁵N（5.29‰）值介于原生林（δ¹³C: -26.77‰）与牧场（δ¹³C: -15.49‰）之间。β-葡萄糖苷酶和芳基硫酸酯酶活性增强标志着土壤质量改善，而真菌丰度升高则反映了自然再生进程。

Introduction

植物-土壤反馈通过调控微生物群落组成影响生态系统功能。在塞拉多-大西洋森林交错带，牧场转化导致土壤压实和宏孔隙度降低，而次生林恢复过程中，微生物功能从应激响应（如Proteobacteria优势）转向代谢协同（如碳水化合物代谢基因富集）。这一发现为理解热带生态交错带微生物恢复轨迹提供了新视角。

Study area description and soil sampling

研究区域位于巴西包鲁市，属热带气候（K?ppen-Geiger Aw型），土壤为贫养红壤（Oxisols）。通过采集旱雨两季180份土壤样本（0-20 cm深度），结合化学分析、酶活性检测和高通量测序，系统比较了不同土地利用类型下微生物群落差异。

Soil physicochemical properties and microbial adaptation

牧场土壤的高容重（1.52 g/cm³）与低有机质（1.68%）表明退化特征，而次生林土壤的酸性磷酸酶活性（218 μg PNP/g）和古菌门（Thaumarchaeota）丰度（4.1%）则显示功能恢复。值得注意的是，放线菌门（Actinobacteria）在原生林的占比达18.7%，其木质素降解能力与森林生态系统物质循环密切相关。

Conclusion

研究证实植物-微生物协同演替是生态恢复的核心驱动力。次生林土壤中δ¹⁵N值（5.29‰）的标准化及真菌生物量的提升（ITS拷贝数增加37%），标志着该系统正向成熟森林生态系统过渡。该成果为热带交错带生态修复提供了微生物学理论支撑。