《Applied Soil Ecology》：Insight into the long-term impact of fire in dry pine forests on biological soil crust and underlying soil
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本研究针对温带干旱松林火灾后生物结皮（biocrust）及下层土壤的长期恢复机制展开，通过对比火灾12年后区域与未受干扰森林的微生物活性、胞外多糖（EPS）分布及碳氮循环特征，揭示了火灾对土壤微生物功能与养分滞留的持续性影响，为退化生态系统的定向修复提供了理论依据。
随着全球气候变暖加剧，森林火灾的频率和强度显著上升，欧洲多地近年火灾面积已达十年平均值的数倍。干旱松林作为易燃生态系统，火灾不仅直接破坏植被，更深层影响着土壤微环境与生物地球化学循环。其中，生物结皮（biocrust）作为地表关键生态工程师，由地衣、苔藓、蓝藻等光合生物与微生物共同构成，能固碳固氮、稳定土壤结构，但其在火灾后的长期恢复动态尚不明确。波兰雅盖隆大学的研究团队在《Applied Soil Ecology》发表论文，以2012年遭受火灾的斯塔尔奇诺夫斯卡沙漠松林为研究对象，探究火灾12年后生物结皮及下层土壤的生态演变。
研究团队在火灾区与对照区各设置10个样方，分层采集生物结皮、结皮下0–1 cm和1–5 cm土壤样本，系统分析其微生物活性（以脱氢酶活性DHA表征）、胞外多糖（EPS）组分、叶绿素含量及土壤碳氮磷等化学参数。通过混合模型嵌套方差分析区分生境类型与样方随机效应，并结合物种排序与多元统计揭示群落结构差异。
生物结皮物种组成与光合生物量显著改变
火灾后地衣和苔藓物种丰富度降低，群落结构向先锋物种（如紫萼藓Ceratodon purpureus）偏移，而对照组以典型松林物种（如毛尖金发藓Polytrichum piliferum）为主。生物结皮叶绿素a与a+b含量均显著低于对照，表明光合生物量恢复缓慢，火灾后12年仍未达到未干扰水平。
土壤微生物活性下降但EPS积累增强
脱氢酶活性（DHA）在火灾区生物结皮及下层土壤中均较低，反映微生物代谢受抑制。然而，紧密结合态EPS（TB-EPS）和糖萼EPS（G-EPS）在火灾区土壤中浓度反而更高，推测因微生物降解能力减弱或EPS产生菌富集所致。值得注意的是，火灾区土壤中EPS占生物结皮EPS的比例升高，表明生物结皮对下层土壤的调控作用在火灾后更突出。
碳氮分布呈现火灾特异性格局
火灾区1–5 cm土层土壤有机碳（SOC）和全氮含量显著高于对照，可能与火灾残留碳的向下迁移及生物结皮初期固碳作用有关。而土壤pH值普遍升高，源于灰分输入；电导率在结皮下层（1–5 cm）更高，可能与离子淋溶有关。
研究结论强调，火灾对温带松林生物结皮及土壤的干扰效应可持续十年以上，其恢复进程受局地环境因素强烈调控。生物结皮通过EPS介导的土壤团聚化与碳氮固存功能，在火灾后生态系统修复中扮演关键角色。未来生态管理需注重增强生物结皮功能，并依据生境异质性制定差异化恢复策略。
