《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Effects of Orchard Establishment on Depth-Dependent Microbial Communities in Erosion-Prone Regions of Southern China
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为探究植被恢复对侵蚀土壤的改良机制，研究团队以中国南方典型侵蚀区的板栗果园为对象，通过对比不同土层（0–40 cm）的土壤理化性质与微生物群落特征，发现果园建设可显著提升表层土壤养分含量、改善团聚体稳定性，并驱动细菌群落以结构改善为主导、真菌群落以营养驱动为核心的演替模式，进而增强土壤抗蚀性并促进生态系统功能转型。该研究为侵蚀区生态修复提供了重要的微生物学依据。
在中国南方的红壤丘陵区，雨水冲刷导致的土壤侵蚀已成为土地退化和生态功能衰退的严峻挑战。据联合国粮农组织报告，全球约三分之一的土壤出现退化，其中水力侵蚀是主要驱动因素。这不仅造成宝贵表土和养分的流失，威胁粮食安全，还引发水体富营养化、泥沙淤积和碳损失等环境问题。在气候变化和人类活动加剧的背景下，土壤侵蚀的规模和速度预计将进一步扩大。因此，开发有效的侵蚀防控策略已成为全球农业和环境可持续发展领域的紧迫任务。
传统的工程措施虽能短期控蚀，但难以实现生态系统的可持续恢复。近年来，果园建设作为一项融合生态效益与经济效益的新策略，在南方侵蚀区展现出广阔应用前景。然而，果园建立过程中如何通过调控土壤微生物这一“地下黑箱”来提升土壤质量与生态系统健康，其内在机制尚不明确。微生物作为植被与土壤之间的生物桥梁，通过分解有机质、促进养分循环和稳定团聚体等功能，深刻影响着土壤形成、植被定殖与生态系统演化。理解果园管理下微生物群落的响应规律，对揭示侵蚀区生态修复机理具有关键意义。
在此背景下，研究团队以福建省长汀县典型侵蚀区的板栗（Castanea mollissima）果园为研究对象，系统分析了果园地（OS）与未治理对照地（CK）不同土层（0–10、10–20、20–30、30–40 cm）的土壤理化性质、微生物丰度与多样性、群落结构及功能特征。研究成果发表于《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》，为侵蚀区土壤生态修复提供了微生物学层面的理论支撑。
关键技术方法包括：1）土壤样品分层采集与理化性质分析（pH、总氮、总磷、总钾、有机碳及团聚体组成测定）；2）微生物群落测序（细菌16S rRNA基因V3–V4区与真菌ITS1区扩增，Illumina NovaSeq平台测序）；3）微生物功能预测（PICRUSt2软件基于系统发育树推断基因功能谱）；4）统计分析（相关性分析、冗余分析RDA等）。
3.1 果园建设对土壤性质的改良效应
果园管理显著提升了土壤养分含量和团聚体稳定性。与CK相比，OS点各土层总氮增幅达27.09%–338.83%，总磷增幅达85.25%–142.38%，有机碳在表层（0–10 cm）提升275.44%。同时，果园地>0.25 mm水稳性团聚体比例显著增加，土壤团聚体稳定率（WSAR）上升而破坏率（PAD）下降，尤其在0–20 cm土层效果显著。这些改善直接增强了土壤抗侵蚀能力。
3.2 微生物丰度与多样性对果园管理的响应
果园建设显著提高了土壤微生物丰度和多样性。细菌数量在OS点较CK增加2.92–11.95倍，真菌在0–30 cm土层增加13.76%–36.89%。微生物Shannon指数与土壤养分（如TP、TK）呈正相关，且表层（0–20 cm）微生物参数显著高于深层，表明果园管理的影响具有深度分异特征。
3.3 微生物群落结构演替的关键驱动因子
细菌群落以绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）等为优势类群。果园管理使绿弯菌门相对丰度下降4.50%–41.74%，而变形菌门（Proteobacteria）显著上升。冗余分析表明，机械稳定性团聚体比例（DR5–2）是驱动细菌群落变化的主控因子（解释度55.20%）。真菌群落中，果园地以担子菌门（Basidiomycota）为主导（平均丰度56.76），而对照地以子囊菌门（Ascomycota）为主。总磷（TP）是影响真菌群落结构的关键因素（解释度75.60%）。
3.4 微生物功能模式的转型
功能预测显示，对照地微生物以分解代谢和竞争适应为核心（如膜运输系统上调和外源物降解能力增强），而果园地微生物则转向共生协作模式，如外生菌根共生功能强化，促进了碳从植物向土壤的流动及养分交换。这一转型显著提升了生态系统的生产力和碳循环效率。
研究表明，果园建设通过提升土壤养分和改善团聚体结构，驱动微生物群落从“分解-竞争”型向“共生-合作”型转型，从而增强土壤抗蚀性和生态系统稳定性。该研究揭示了植被恢复下土壤微生物的深度分异规律及功能响应机制，为南方侵蚀区生态修复提供了理论依据和实践方向。未来需关注果园管理措施的长期生态效应及微生物网络对农业干预的敏感性，以优化可持续土地利用策略。
