【FEM】集约化经营措施对经济林土壤微生物群落和共线性网络的长期影响
人工林提供了许多生态系统服务，包括提供木材和非木材产品，调节土壤养分和水循环，这对于恢复退化土地和缓解全球气候变化至关重要。人工林的集约化经营包括施肥、灌溉和杀虫剂除草剂的应用，能够提高人工林生产力和经济效益，是满足全球对林产品日益增长需求的关键策略之一。然而，这种经营措施可能会对环境造成消极的影响，如土壤退化和侵蚀、生物多样性降低等。因此，维持和加强土壤生产力对于长期可持续的森林集约化经营至关重要。土壤微生物调控80~90%的土壤生物进程，它们的群落结构对环境变化的敏感性被认为是预测土壤质量的重要因子。不同类型的微生物对环境变异的响应存在差异，如细菌对土壤pH和养分的变化更加敏感，真菌对植物种的变化更敏感。近年来，一些研究揭示了微生物群落网络的复杂性可解释微生物相互作用，能够进一步了解微生物群落的构建和稳定性。众所周知，对农业生态系统的集约化管理会改变土壤微生物组的结构和多样性，并影响生态系统的功能和过程，然而，我们对森林生态系统中的这种机制还知之甚少。中国山核桃是一种常见的经济树种，在中国东南部约93,000公顷的土地上种植。最近几十年，人们倾向于集约经营措施以增加其产量，但化肥和除草剂的使用造成了土壤酸化和贫营养化等，伴随着树木生理和产量等负面影响。进一步了解环境因素和土壤微生物群落之间关系的应有助于森林集约化经营措施的优化，这对于实现改善土壤质量以实现人工林可持续管理的重要目标至关重要。
中国林科院亚热带林业研究所李生*和薛亮#等人以浙江省西北部地区的山核桃经济林为研究对象，在黄土和石灰土（山核桃分布的主要土壤类型；中国土壤分类体系）的林分中分别设置施肥-杀虫剂、施肥-割草和粪肥-割草3个处理，每个处理设置3个20×20m的标准地样方，其中施肥为5月、6月和10月分别18 kg·hm-2的复合肥，杀虫剂为4月、6月和8月分别300 kg·hm-2的20%草甘膦，割草为4月和8月分别移除林下植被，粪肥为5月、6月和10月分别360 kg·hm-2的家畜肥。
研究发现，不同集约化的经营措施显著改变了某些土壤环境因素，并显著影响了土壤细菌和真菌群落的α和β多样性。在除草管理下，观察到较高的植物覆盖率，pH，Ca2+，总有机碳，C/N和土壤含水量，以及较低的Al3+值。所有3个处理下，石灰性土壤的pH，Ca2+和全氮含量均显着高于黄色土壤，且有效磷值较低。石灰性土壤和黄色土壤之间的细菌群落结构不同，但真菌没有差异。pH，Ca2+，总有机碳和全氮等土壤因子在微生物群落结构中起着关键作用，而植被相关因素（植被覆盖率和Al3+）则与真菌群落结构相关。随着集约化经营措施变化，微生物共生网络的复杂性降低。仅在粪肥-割草处理中才观察到细菌网络中的根瘤菌属，包括Bradyrhizobium,Reyranella和Phaselicystis，而真菌网络中的Rhizophydium和Microascales则仅在粪肥-割草处理中观察到，其生态功能主要涉及有机碳的降解和固氮。该研究结果为集约经营与土壤微生物群落特征之间相互作用奠定了基础，并且对人工林中可持续经营措施的优化以及微生物多样性和网络复杂性的维持具有重要意义。
该项研究结果以“Long term effects of managementpractice intensification on soil microbial community structure and co-occurrence network in a non-timber plantation”为题，于2020年3月发表在Forest Ecology and Management上。（IF=3.17）
李生，男，1976年7月出生，辽宁凌源人，研究员。
1999年毕业于沈阳农业大学林学院，获学士学位；2003年毕业于福建农林大学林学院，获得硕士学位；2008年毕业于中国林科院林业研究所，获得博士学位；2015年作为奥地利格拉茨大学地球科学研究所的访问学者。研究方向为喀斯特生态脆弱区植被恢复。长期从事以植被恢复为主的石漠化生态治理研究工作。石漠化地区是是典型的生态脆弱区，开展石漠化生态治理工作任务迫切、意义重大。在我国西南喀斯特石漠化地区，依托国家林业局贵州普定石漠化生态系统国家定位观测研究站，开展生态系统退化机制，区域尺度土壤水养异质性，区域植被动态演替规律及植被适应机制等研究工作，开展退化生态系统植被恢复物种选择与模式配置等应用研究。在石漠化环境异质性及植被响应机制等基础研究方面和石漠化植被恢复治理技术应用等方面取得显著进展，为石漠化地区生态文明建设提供了有力的科技支撑。