中科院成都生物所揭示原生生物在亚高山森林演替中的关键作用

中科院成都生物所揭示原生生物在亚高山森林演替中的关键作用

近日，中国科学院成都生物研究所刘庆研究团队在国际土壤学顶级期刊《Soil Biology and Biochemistry》上发表重要研究成果，揭示了土壤原生生物在亚高山森林演替过程中的群落动态特征。这一发现不仅深化了我们对森林演替机制的理解，也为生态恢复和管理提供了新的科学依据。

研究团队以川西亚高山地区的天然林和人工林为研究对象，通过高通量测序技术分析了不同演替阶段土壤中原生生物的群落特征。研究发现：

• 在天然林演替过程中，土壤原生生物的物种丰富度和香农指数（衡量群落多样性的指标）呈现出恢复趋势；
• 相比之下，人工林演替过程中原生生物的多样性却维持不变甚至出现下降；
• 土壤非生物因子（如养分含量、pH值等）和生物因子（如细菌和真菌群落）共同影响原生生物群落组成，但天然林和人工林中的关键影响因子存在差异；
• 原生生物群落的变化并非随机，而是呈现出明确的方向性，随演替时间的推移而发生系统性变化。

原生生物作为土壤微生物组的核心成员，在生态系统中发挥着不可替代的作用：

• 养分循环的调节者：原生生物通过捕食细菌和真菌，释放养分，影响土壤养分循环，进而调控植物生长发育；
• 微生物群落的塑造者：通过捕食和生态位竞争，原生生物与土壤中的细菌和真菌形成复杂的互作网络，影响整个土壤微生物群落的结构和功能；
• 演替进程的指示器：原生生物群落的变化模式可以作为预测森林演替进程的重要指标，为生态恢复提供参考。

亚高山森林是地球上重要的生态系统之一，其健康状况直接影响区域乃至全球的生态安全。20世纪50年代以来，西南亚高山区的原生森林遭受大规模砍伐，随后通过人工造林进行恢复。然而，人工林普遍存在种植密度高、乔木层结构单一等问题，导致土壤生态功能退化。相比之下，自然恢复的次生林虽然在某些方面表现出优势，但其恢复机制仍不完全清楚。

这项研究首次系统揭示了土壤原生生物在天然林和人工林演替过程中的不同响应模式，为理解森林演替的地下机制提供了新的视角。研究结果表明，原生生物群落的变化特征可以作为评估森林恢复效果的重要指标，有助于优化生态恢复策略。未来，进一步研究原生生物与其他生态因子的相互作用，将为提升森林生态系统的稳定性和服务功能提供更加科学的指导。

该研究得到了国家自然科学基金和中国博士后科学基金的联合资助，由中国科学院成都生物研究所特别研究助理方楷作为第一作者，刘庆研究员和寇涌苹副研究员为通讯作者完成。