婆罗洲热带森林选择性采伐后土壤微生物群落对主动与被动恢复的响应机制

这篇综述通过对比婆罗洲低地龙脑香林老龄林与经选择性采伐后自然再生/人工修复林的土壤微生物群落特征，揭示了细菌α多样性在主动修复（ enrichment planting）中趋近老龄林水平，而真菌（尤其腐生菌）恢复滞后；菌根群落空间周转率在主动修复林中显著降低，可能与栽植树种菌根关联差异有关。研究强调厘米级采样对评估微生物β多样性的重要性，指出现行修复措施（藤本/林下植被清除）可能阻碍特定类群恢复，为热带森林生态修复的土壤微生物调控提供新见解。

　　

引言

婆罗洲热带雨林作为全球生物多样性与碳储关键区，正面临选择性采伐导致的生态系统退化。近半现存森林因龙脑香科树种商业性采伐而严重改变，但土壤微生物群落在自然再生与人工修复下的响应机制尚不明确。研究通过对比老龄林、自然再生林与栽植修复林（INFAPRO项目区）的微生物群落，探讨不同恢复方式对地下生态过程的影响。

材料与方法

在马来西亚沙巴州达浓谷保护区与毗邻的Ulu-Segama森林保护区设置9个样地（老龄林/自然再生林/主动修复林各3个），采用放射状样带设计采集171份表层土壤样品。运用扩增子测序分析细菌（16S rRNA V3-V4区）和真菌（ITS2区）群落，通过磷脂脂肪酸（PLFA）表征微生物生物量，结合土壤理化性质（pH、C/N/P）与林分结构数据，采用距离衰减模型评估微生物β多样性空间周转率。

结果

微生物多样性差异

细菌α多样性在自然再生林中最高（Shannon指数较老龄林提升12.7%），主动修复林与老龄林无显著差异；而真菌α多样性在老龄林中显著高于两类采伐林，尤其腐生菌ASV数量减少34%。菌根真菌群落组成在主动修复林中与老龄林差异最大（Bray-Curtis相异度达97.27%），其空间周转率（距离衰减指数Y）仅为老龄林的1/3。

群落组成特异性

老龄林含有14,000个独有细菌ASV（厚壁菌门占比突出），而两类采伐林共享2,843个ASV。主动修复林与老龄林仅共享420个真菌ASV，显著低于自然再生林（659个），Mortierellomycota真菌几乎仅存于老龄林。

环境驱动因素

尽管土壤总碳无差异，老龄林土壤pH显著高于采伐林（4.8 vs 4.3）。林下光合有效辐射（PAR）在自然再生林中波动最大（变异系数达62%），但未形成显著梯度。PLFA分析显示总微生物生物量无组间差异。

讨论

恢复方式的差异化影响

细菌群落的快速恢复可能与栽植树种促进资源有效性有关，而真菌（尤其依赖木质素降解的腐生菌）恢复滞后反映凋落物质量改变的长期效应。主动修复林中菌根群落变异可能源于栽植的果树与非龙脑香树种形成非原生型菌根关联。

管理实践的潜在限制

主动修复中藤本清除与林下整地可能导致特有微生物类群丧失，如老龄林指示菌群Alicyclobacillus在修复林中几乎消失。厘米级采样揭示的细菌β多样性变化，证实传统复合采样会掩盖采伐导致的微生物均质化效应。

结论

研究首次在婆罗洲热带林证明：主动修复虽能加速细菌多样性恢复，但现行管理措施可能阻碍关键真菌功能群（如腐生菌、菌根真菌）的生态重建。建议优化栽植策略（如保留部分原生林下植被），并将微生物空间异质性纳入恢复成效监测体系，以实现地上-地下生态过程的协同修复。