植物源输入调控亚高山云杉人工林土壤微生物与养分动态的机制研究

本研究针对天然林转人工林导致的土壤功能退化问题，通过实验室控制实验探讨植物源输入（根分泌物RE、凋落物分解LL、叶片淋洗物ML等）对土壤微生物群落结构、养分循环基因及酸化过程的调控机制。发现LL通过提升铵态氮(39.60±3.08 mg/kg)缓解酸化，ML增加硝态氮(4.09±0.48 mg/kg)加剧酸化，土壤pH解释51%微生物群落变异。研究为人工林可持续管理提供了理论依据。

　　

植物来源的输入物质驱动着亚高山云杉(Picea asperata)人工林中土壤微生物与养分动态。天然林向人工林的转化显著改变了土壤特性与生态系统功能，但树木通过植物源输入调控土壤非生物与生物因子的机制尚不明确。

通过实验室控制实验设置五组处理：根分泌物(Root Exudates, RE)、凋落物分解(Litter Decomposition, LL)、叶片淋洗物(Leaf Leachates, ML)、混合输入(ALL)及对照组(CK)，结合宏基因组测序与理化分析，系统评估了这些输入对土壤性质、微生物群落、养分循环基因及植物生长的调控作用。

结果显示：ML处理提高了硝态氮(NO₃^--N, 4.09±0.48 mg/kg)但降低了铵态氮(NH₄⁺-N, 18.41±1.92 mg/kg)，加剧了土壤酸化；相反，LL处理显著增加铵态氮(39.60±3.08 mg/kg)并降低硝态氮(2.54±0.34 mg/kg)，缓解了酸化进程。土壤pH解释了微生物群落组成51%的变异。微生物多样性在RE处理中最低，在LL处理中最高。植物源输入提升了微生物功能基因丰度：LL主要调控碳氮循环，而ML和RE强化了磷循环过程。微生物群落对草本植物生长具有显著影响，但在无竞争控制的条件下对木本植物未观察到效应。

这些发现揭示了不同植物源输入对土壤特性与微生物群落的差异化调控作用。通过管理这些输入（尤其是促进凋落物分解），可有效缓解土壤酸化、提升微生物多样性，支持人工林可持续经营。未来研究需结合野外生态互作进一步验证上述机制。