近期，我院植物微生物联合修复环境污染课题组在土壤微生物群落对土壤利用方式变化的响应方面取得研究进展，先后在中科院一区期刊《Catena》和二区期刊《Land Degradation & Development》上发表题为“Soil bacteria, archaea, and enzymatic activity of natural and rewetted peatlands display varying patterns in response to water levels”和“Community assembly processes of soil bacteria and fungi along a chronosequence of rice paddies cultivated on salinesodic land”的研究论文，徐尚起副研究员为论文第一作者，周际海教授、黄永杰副教授和张杰副教授为论文共同完成作者。研究团队基于土壤微生物群落的变化，分别评估了两种退化土壤修复方法，即开垦泥炭地恢复和盐碱地垦殖种稻，引起的土壤生态过程变化，为相关土壤修复理论与方法提供了科技支撑。

泥炭地恢复是增强土壤固碳和减缓气候变化的有效途径，但很多研究发现，即使经过长时间的恢复，恢复泥炭地的部分理化性质如土壤有机碳仍难以恢复至天然泥炭地水平。研究人员提出泥炭地的有效修复需要深入了解其土壤生态过程变化，并基于此对比了恢复泥炭地与天然泥炭地在相同水位梯度下的土壤生态过程。研究发现开垦泥炭地复湿后，土壤理化性质和水解酶活性随水位升高更趋近于天然泥炭地，说明维持高水位更有利于泥炭地恢复。但是，恢复泥炭地与天然泥炭地间的土壤生态过程存在显著差异。首先，恢复泥炭地和天然泥炭地的土壤酶活性随水位变化呈现相反的变化趋势；此外，随着水位升高，天然泥炭地的土壤生态过程由细菌主导的快速过程向古细菌主导的缓慢过程转变，而恢复泥炭地没有表现出这种趋势。这些生态过程的差异可能是恢复泥炭地难以有效恢复至天然泥炭地水平的关键原因。研究发现导致这些差异的原因在于泥炭地恢复前的农业活动破坏了其土壤原有的酸性环境和营养限制条件，由此，为提升泥炭地的恢复效果，有必要开发能够促进营养限制和酸性环境的修复技术。

不同水位下天然泥炭地与恢复泥炭地的土壤酶活性变化（N1，N2，N3，N4和R1，R2，R3，R4分别代表水位-5cm，0cm，5cm和10cm的天然泥炭地和恢复泥炭地，βG，β-1,4-葡萄糖苷酶；βNAG，β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶；AP，酸性磷酸酶；PPO，多酚氧化酶。）

我国东北地区的松嫩平原是世界三大苏打盐碱地分布区之一，垦殖种稻是松嫩平原盐碱地改良的有效方法之一。深入了解土壤生态过程变化是提升盐碱地改良效果的必要条件，但是盐碱地种稻后的土壤微生物群落演替过程仍不清楚。研究人员分析了不同种稻年限的盐碱地（未种稻、种稻3年、6年、9年、15年和20年）中微生物群落结构和演替过程的变化。结果表明盐碱地种稻后改良效果明显，土壤真菌和细菌多样性和丰度增加，pH值降低，土壤有机质增加。种稻短于10年和超过10年的土壤微生物群落结构及其组装过程差异显著，说明其演替过程可以10年为限分为两个阶段。此外，研究发现土壤真菌和细菌受不同影响因素的支配，细菌比真菌更多的受土壤理化性质的影响，而真菌对植被的依赖性更强。随着水稻种植年限增加，真菌对种稻后环境变化的适应能力和演替速度均优于细菌。因此，促进植物与微生物互作的措施可能是促进盐碱地改良的可行途径。

盐碱地垦殖种稻后不同生态过程对细菌和真菌群落组装的贡献（CK、R03、R06、R09、R15、R20分别代表未种稻、种稻3年、6年、9年、15年和20年的盐碱地）

相关研究是在与中科院东北地理所、东北师范大学等单位的合作下完成的，得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、安徽省自然基金、吉林省自然基金、吉林省长白山重点实验室开放基金等项目的资助。

原文链接：“Soil bacteria, archaea, and enzymatic activity of natural and rewetted peatlands display varying patterns in response to water levels” （https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107191）

“Community assembly processes of soil bacteria and fungi along a chronosequence of rice paddies cultivated on salinesodic land”（https://doi.org/10.1002/ldr.4710）