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陈健成等:《ISME Communications》微生物群落演替驱动凋落物分解的新机制

发布时间:2025-10-11 12:09 点击数:

森林凋落物分解是全球碳和养分循环的重要环节,而其中微生物群落的来源与演替机制存在争议。本研究揭示了凋落物分解过程中土壤与叶际(phyllosphere)微生物的不同贡献,深化了对“主场优势(Home-Field Advantage, HFA)”的理解,并为气候变化下分解速率预测与生态系统管理提供了新视角。

本研究以长白山的两种典型树种——水曲柳(Fraxinus mandshurica)和红松(Pinus koraiensis)为对象,结合不同分解阶段(新落叶、早期分解、晚期分解)和微生物来源(叶际和土壤),利用高通量测序与生态组装模型,系统分析了细菌与真菌群落的来源与演替及其在分解过程中的关键作用。

结果表明,在分解早期,红松凋落物主要由叶际细菌和真菌主导,而水曲柳的分解则主要受土壤真菌和叶际细菌的共同作用。随着分解进程推进,土壤来源的微生物逐渐取代叶际群落,成为晚期分解的主要驱动力。细菌群落主要受确定性过程(同质选择)调控,而真菌群落更受随机过程(扩散限制、漂变)影响。研究还揭示了不同质量凋落物在微生物演替上的差异。这些发现强调了微生物群落演替在驱动凋落物分解中的核心作用,为未来在森林生态系统管理中引入微生物演替机制、提升土壤健康与碳汇功能奠定了基础。

研究成果以“The origin and succession of the microbial community in decomposing litter”为题,发表于《ISME Communications》期刊上。生物地球化学组博士生陈健成为该论文的第一作者,白娥教授为通讯作者,中国科学院南京土壤研究所梁玉婷研究员和赫尔辛基大学Björn Berg教授为主要合作作者。本研究得到国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费和吉林省科技厅创新平台(基地)和人才专项青年成长科技计划项目的支持。

     原文链接:

     https://academic.oup.com/ismecommun/advance-article/doi/10.1093/ismeco/ycaf155/8248395


图1 水曲柳、红松凋落物中细菌(左)和真菌(右)的来源



图2 叶际、早期和晚期分解凋落物中细菌群落的多样性和物种组成



图3 叶际、早期和晚期分解凋落物中真菌群落的多样性和物种组成



图4 凋落物分解过程中细菌和真菌的组装过程变化


图5 凋落物分解过程中微生物的来源和演替过程的简化概念模型