土壤有机碳库的动态变化是评估生态系统恢复成效的重要指标。然而，在热带生态系统恢复过程中，土壤微生物如何响应养分可利用性的变化，进而通过群落结构和代谢功能调控土壤碳积累与固存，其作用机制尚不清楚。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）生态水文团队以西双版纳地区不同恢复阶段的热带森林为研究对象（含单一橡胶林、近自然恢复橡胶林、原始热带雨林），采用时空替代法，结合土壤理化分析、微生物标志物分析和宏基因组测序等技术，揭示了生态恢复过程中微生物群落结构与功能的协同转变及其驱动土壤有机碳积累的生物学机制。主要结果如下：1）养分化学计量改善与微生物代谢限制缓解：生态恢复显著优化了凋落物和土壤的养分化学计量比，缓解了微生物面临的碳和磷共限制状态。伴随养分限制的缓解，微生物生活史策略由高生长产率型（Y策略）向资源获取/胁迫耐受型（A/S策略）转变，显著提高了微生物的碳利用效率、丰富度及生物量；2）群落结构重塑与功能潜力上调：恢复过程中，微生物共生网络复杂度提升了1.9~3.3倍，群落内竞争关系显著减少，群落构建过程逐渐转向由随机性过程主导。宏基因组分析进一步表明，与微生物固碳（如 rTCA 和 DC/4-HB 途径）、难降解碳（木质素等）降解及磷循环相关的功能基因丰度均显著上调；3）微生物残体积累主导土壤有机碳汇：微生物残体碳（尤其是真菌残体碳）含量随恢复进程显著增加，增幅达13%~61%。路径模型分析表明，微生物残体碳是驱动土壤有机碳积累的最主要直接驱动力，其相对贡献显著强于植物源残体碳。

该研究阐明了“养分限制缓解—微生物代谢与性状转变—微生物残体积累—土壤固碳”的级联反应过程，从微生物生态学角度证实了热带退化人工林恢复能够有效激活“土壤微生物碳泵”功能。基于以上结果，该研究强调了微生物养分需求及其代谢性状的管理可作为未来提升退化热带地区土壤碳汇功能的重要调控策略。

相关结果以Trait-mediated microbial responses to carbon–phosphorus co-limitation drive necromass accrual and soil carbon sequestration during tropical forest restoration为题发表在期刊Catena上。版纳植物园生态水文团队博士生蔡晓毅为第一作者，刘文杰研究员、陈春峰副研究员为通讯作者。该研究得到了版纳植物园“十四五”规划、国家基金、云南省“兴滇英才”计划等项目资助，感谢公共技术服务中心、版纳生态站的帮助。

论文链接

热带森林恢复过程中养分限制缓解调控微生物介导的土壤有机碳动态示意图。