新研究揭示熱帶珊瑚島生態恢復的微生物途徑

　　在國家重點研發計劃、國家自然基金等項目的資助下，中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊研究揭示了熱帶珊瑚島生態恢復過程中獨特的微生物作用機制——真菌“先鋒開路”，細菌“穩固后方”。相關成果近日發表于《土壤生態學快報》（Soil Ecology Letters）。

　　熱帶珊瑚島人工植被向原生植被恢復過程中土壤微生物、土壤理化性質、養分限制情況及微生物網絡關鍵物種動態變化概念圖。研究團隊供圖

　　熱帶珊瑚島生態系統具有相對獨立且封閉的特點，其生境條件嚴苛，常受高溫、強光、高鹽、季節性干旱等氣候因素影響。同時，該系統生物種類較為單一，結構簡單，自我調節能力弱，穩定性差。在此環境下，人工植被構建往往難以長久維持，極易發生退化，植被恢復與生態功能提升面臨嚴峻挑戰。

　　因此，如何有效保障此類生態系統的穩定與健康，推動具有自維持能力的近自然植物群落構建與恢復，已成為推進我國海洋生態文明建設、維護海島生態安全過程中亟待解決的關鍵科學與技術難題。

　　針對上述問題，研究人員依托我國熱帶珊瑚島的植被長期觀測樣地，選取草坪、防風固沙林、防護林、公共綠地和行道樹五種典型人工植被類型，并以原生植被作為生態恢復的參照標準。通過綜合運用高通量測序、磷脂脂肪酸圖譜及共現網絡模型等先進技術，系統追蹤了植被恢復早期土壤微生物群落與土壤理化性質的動態變化。

　　研究結果表明，盡管人工植被的構建在一定程度上改善了土壤環境與養分條件，但在恢復早期（<2年），其土壤肥力、微生物生物量、酶活性及生物多樣性等關鍵指標仍顯著低于原生植被。此外，不同類型人工植被的恢復效率存在明顯差異：草地和行道樹區域由于實施了灌溉、施肥等精細化管理措施，生態恢復速度明顯快于防風固沙林和防護林等類型。

　　論文第一作者、中國科學院華南植物園助理研究員吳文佳介紹，該研究首次揭示了土壤微生物在熱帶珊瑚島生態恢復過程中存在“分工協作”的規律。在恢復初期，土壤真菌作為“先鋒部隊”，憑借其耐旱、耐鹽的獨特特性，高效分解難降解有機質，為植物定植創造有利條件，并在穩定微生物網絡結構中發揮核心作用。

　　隨著恢復進程的推進，土壤細菌生物量逐漸增加，成為共現網絡中的“模塊樞紐”，通過促進碳、氮、磷等元素的循環，承擔起維持生態系統長期功能與穩定性的“主力軍”角色。此外，研究發現，無論是人工植被還是原生植被，土壤微生物均受到碳、磷養分的協同限制，這表明養分供給不足是制約微生物活性及生態恢復效率的關鍵瓶頸。

　　基于上述研究結果，研究團隊提出了針對性的優化策略：在植被構建初期，可接種耐鹽真菌菌劑，加速難分解碳的轉化，從而“搶抓”恢復時間；在恢復后期，可采取“少量多次”的方式補充易分解碳源，促進細菌功能群落的建立；同時，應結合熱帶珊瑚島土壤高鈣低磷的特點，配施低劑量磷肥，精準緩解“碳磷雙限制”問題，全面提升生態恢復效率。

　　研究團隊還建議未來開展更長周期的監測工作，評估不同恢復模式的可持續性，不斷完善熱帶珊瑚島生態恢復技術體系，為我國海島生態安全及全球脆弱生態系統的恢復實踐提供科學依據。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1007/s42832-025-0370-7