在人工林演替过程中影响土壤碳氮循环的因素：将地上植物群落与地下微生物网络联系起来

《Plant and Soil》：Drivers of soil carbon and nitrogen cycling during plantation succession: linking aboveground plant communities with belowground microbial networks

本研究通过宏基因组学和微生物网络分析，揭示人工林演替过程中土壤微生物网络稳定性先降后升，驱动碳氮循环的关键因子为树组成而非多样性，为优化管理提供依据。

　　

摘要

背景与目的

建立人工林是提高生态系统碳（C）汇能力的一种有前景的方法，然而，在人工林演替过程中土壤碳和氮（N）循环的变化以及驱动这些过程的潜在机制仍不甚明了。

方法

本研究利用宏基因组学和微生物网络分析方法，研究了中国东北地区人工林演替过程中土壤微生物稳定性和功能的动态变化。

结果

人工林演替显著增加了树种的α多样性、土壤有机碳和总氮含量以及土壤微生物群落的α多样性。网络分析表明，土壤微生物网络稳定性在演替初期有所下降，随后又逐渐增强。参与大多数碳和氮循环过程的大多数基因的相对丰度随着人工林演替而显著增加，这表明演替促进了土壤中碳和氮的循环。此外，研究结果表明，在演替过程中，解释碳和氮循环基因变化的主要生物因素是树种组成而非多样性。土壤微生物网络稳定性介导了土壤非生物因素变化对氮循环的影响，从而影响土壤碳循环，突显了生态系统稳定性和功能之间的密切联系。

结论

这些发现加深了我们对人工林生态系统中碳和氮循环机制的理解，特别是地上与地下相互作用方面的认识，并为优化人工林管理实践提供了有益的见解。