广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告鹤山站研究揭示热带珊瑚岛生态恢复的微生物途径-真菌“打头阵”，细菌“稳后方”
作者: 鹤山站 更新时间: 2025-10-22
热带珊瑚岛生态系统相对独立且封闭，生境条件严酷，常受高温、强光、高盐、季节性干旱等气候因素影响，加之生物种类较为单一，系统结构简单，自我调节能力弱，稳定性较差。人工植被构建往往难以持久维持，易发生退化，植被恢复与生态功能提升面临严峻挑战。因此，如何有效保障该类生态系统的稳定与健康，促进具有自维持能力的近自然植物群落的构建与恢复，已成为推进我国海洋生态文明建设、维护海岛生态安全中亟待突破的关键科学和技术问题。鹤山站恢复生态学团队基于我国热带珊瑚岛的植被长期观测样地，选取了草坪、防风固沙林、防护林、公共绿地和行道树五种典型人工植被，并以原生植被作为生态恢复的参照，综合利用高通量测序、磷脂脂肪酸图谱及共现网络模型等技术，系统追踪了植被恢复早期土壤微生物群落与土壤理化性质的动态变化。
图1 热带珊瑚岛不同类型人工植被土壤微生物生物量、土壤理化性质（平均值 ± 标准误）、养分限制情况和微生物群落结构（PCoA）与原生植被较。NF：原始林；GL：草坪；WBSF：防风固沙林；SB：防风林；PGS：公共绿地；RT：行道树。不同小写字母代表不同植被类型间差异显著。
研究显示，尽管人工植被的构建显著改善了土壤环境与养分条件，但在恢复早期（<2年），其土壤肥力、微生物生物量、酶活性及生物多样性等关键指标仍明显落后于原生植被。不同人工植被类型的恢复效率存在明显差异：草地和行道树区域因实施灌溉、施肥等精细化管理，生态恢复速度显著优于防风固沙林和防护林等类型。
图2 热带珊瑚岛不同类型人工植被土壤微生物共现网络与原始林的比较。NF：原始林；GL：草坪；WBSF：防风固沙林；SB：防风林；PGS：公共绿地；RT：行道树。
该研究的一个重要突破，在于首次揭示了土壤微生物在热带珊瑚岛生态恢复过程中存在“分工协作”的规律：恢复初期，土壤真菌作为“先锋部队”，凭借其耐旱、耐盐特性高效分解难降解有机质，为植物定植创造条件，并在稳定微生物网络结构中发挥核心作用；随着恢复进程的推进，土壤细菌生物量逐渐增加，成为共现网络中的“模块枢纽”，通过促进碳、氮、磷等元素循环，承担起维持生态系统长期功能与稳定性的“主力军”角色。此外，研究还发现，无论是人工植被还是原生植被，土壤微生物均受到碳、磷养分的协同限制，表明养分供给不足是制约微生物活性及生态恢复效率的关键瓶颈。
图3 热带珊瑚岛人工植被向原生植被恢复过程中土壤微生物、土壤理化性质、养分限制情况及微生物网络关键物种动态变化概念图
基于研究结果，研究团队提出针对性优化策略：植被构建初期可接种耐盐真菌菌剂，加速难分解碳的转化，“抢抓”恢复时间；恢复后期，可采取“少量多次”方式补充易分解碳源，促进细菌功能群落的建立；同时应结合热带珊瑚岛土壤高钙低磷的特点，配施低剂量磷肥，精准缓解“碳磷双限制”，全面提升恢复效率。建议未来开展更长周期的监测，评估不同恢复模式的可持续性，不断完善热带珊瑚岛生态恢复技术体系，为我国海岛生态安全及全球脆弱生态系统的恢复实践提供科学依据。
相关研究成果近期发表在《Soil Ecology Letters》上，鹤山站吴文佳助理研究员为论文第一作者，刘占锋研究员为通讯作者，研究得到了国家重点研发计划、国家自然基金和广东省自然基金等项目资助。论文地址：https://doi.org/10.1007/s42832-025-0370-7