【SBB】森林采伐减少了土壤细菌群落的空间周转并改变了其网络相互作用

全球范围内，越来越多的原始森林因人类活动而被砍伐遭到严重破坏，随着人类活动强度的增加，次生林受到更多关注，因为它们可以充当缓冲区，并成为从被毁坏的原始森林中流离失所的森林动植物和微生物的栖息地。土壤微生物群落在调控生态系统功能和稳定性方面扮演着重要的角色。众多研究指出，局地尺度上的采伐改变了土壤细菌α多样性、组成和群落结构，而对在地区、洲际甚至全球等大尺度空间的这种变化规律还知之甚少。距离-衰减关系是指随着地理距离的增加群落相似性降低，斜率反映了物种的空间周转率。近年来，这种关系被广泛应用到微生物的研究中。距离-衰减关系可以用两种机制来解释：（1）由于生态位群落进程，物种在适应环境条件方面的能力有所不同，相似性由于环境差异而随着距离的增加而衰减；（2）即使环境是完全均匀的、没有异质性，由于有机体的有限扩散，群落相似度也会随着距离的增加而降低。然而，大多数关于微生物群落的空间周转速率多集中于自然生态系统，对于人为扰动如何影响微生物的空间更新知之甚少。微生物在许多环境中以复杂的形式共存，阐明它们之间的相互作用可以深入了解微生物的多样性和功能，网络分析是阐明复杂群落中物种相互关系的有效方式，能够定义维持群落结构和功能的关键种。森林采伐是一种非常普遍的土地利用变化措施，它与微生物栖息地高度相关，导致大量环境变化，例如地表水流失，从而导致更频繁的土壤干旱、凋落物输入减少和生化成分和土壤理化特性的改变。

中科院地理科学与资源研究所、生态系统网络观测与模拟院重点实验室田静#、何念鹏研究员、于贵瑞研究员*，中科院生态环境研究中心环境生物技术重点实验室邓晔研究员和俄克拉荷马大学环境基因组研究所周集中院士等以中国东部3700 km的南北样带上的原始林和次生林为研究对象，在样带上选择9个代表性区域，比较原始林和邻近受人为干扰的次生林土壤细菌群落的周转速率和网络拓扑结构。他们猜测，（1) 砍伐森林可以减少次生林之间的生境差异，从而大幅度降低空间尺度上微生物的周转率。（2)森林砍伐可能会改变微生物之间的相互作用。由于干扰会促进微生物竞争，细菌类群趋向于呈现负相关的共生模式。

研究发现，原始林中细菌群落的空间周转率高于次生森林，这表明在较大的地理尺度上森林砍伐增加了生物同质化。地理距离和土壤特性（尤其是土壤的pH和有机质有效性）都强烈影响细菌的空间周转。通过系统发育分子生态网络的方法，他们证明了原始林的细菌网络比次生森林更为复杂，这表明与次生林相比，微生物群落在原始林中具有更大的生态位共享和更多的相互作用。另一方面，次生林中的细菌网络更具模块性，分类单元倾向于共生，正相关关系占所有潜在相互作用的82％。人为采伐森林对细菌的空间周转和网络相互作用具有明显的影响，并且有可能严重造成如原始林中微生物多样性丧失等结果。

该项研究结果以“Deforestation decreases spatialturnover and alters the network interactions in soil bacterial communities”为题，于2018年8月发表在Soil Biology and Biochemistry上。（IF=5.795）