矿山露天开采对土壤破坏严重，形成大量裸露岩壁，植物难以生长。客土喷播技术已成为边坡生态修复的重要手段，但由于喷播土壤有限，养分供给不足，植物群落稳定维持面临挑战。微生物接种剂作为有效的生物修复方法，通过提高土壤养分和促进植物生长，有助于提高生态恢复的可持续性。然而，微生物接种剂对植物和土壤微生物群落的具体作用机制尚不完全清楚，特别是对植物微生物群落功能的影响仍待进一步研究。近日，Plant, Cell & Environment在线发表了南京林业大学水土保持学院矿山生态修复团队本刊副主编张金池教授课题组题为“Microbial inoculants drive changes in soil and plant microbiomes and improve plant functions in abandoned mine restoration”的研究论文。该研究设计了一个为期四年的田间实验，分析了在废弃矿山生态修复背景下微生物接种剂对紫穗槐根际土与植物微生物群落的影响，特别是对微生物群落组成、共现网络以及功能的影响。研究发现，微生物接种剂显著影响植物和土壤微生物群落的多样性、结构和组成。接种后，植物根部细菌多样性显著增加，而根际土壤细菌多样性显著下降。微生物群落结构的变化主要集中在根、细根、根际土壤和体积土壤中，而叶片和茎的微生物群落变化不显著。此外，微生物接种剂显著改变了根际土壤和非根际土壤中的多种酶活性，并提高了植物不同组织中的氮磷含量。共现网络分析表明，微生物接种剂增加了植物微生物群落网络的复杂性，但减少了土壤微生物网络的复杂性，显示了不同生态位中微生物群落的不同响应机制。![]()
功能基因分析显示，微生物接种剂显著增强了根部碳降解和氮固固定相关功能基因丰度，可以通过促进碳、氮、磷循环功能，增强植物对营养元素的利用能力和废弃矿山生态恢复潜力。总体而言，微生物接种剂在提升废弃矿山土壤健康和植物对环境挑战的适应能力方面发挥了关键作用。![]()
南京林业大学水土保持学院矿山生态修复团队2024届毕业生李翀博士为论文第一作者，本刊副主编张金池教授和刘鑫博士为论文共同通讯作者，课题组多位研究生参与了研究，江苏省林业科学研究院唐瀛洲博士和德国吉森大学Christoph Müller教授参与了课题指导。该研究得到了江苏省科技计划项目（BE2022420）、江苏省林业科技推广项目（LYKJ[2021]30）、百山祖国家公园科研项目（2021ZDLY01）、江苏省高等学校优势学科发展项目（PAPD）、江苏省研究生创新计划项目（KYCX21_0915）和中国国家留学基金委（202108320300）的支持。原文链接：https://doi.org/10.1111/pce.15215本刊副主编张金池，南京林业大学二级教授，博士生导师，国务院政府特贴专家，江苏省水土保持学会名誉理事长，江苏省“333”工程首席科学家，全国优秀科技工作者。长期从事水土保持与生态修复、林业生态工程等研究与教学工作，在Nature Ecology and Evolution、Ecology等国内外期刊发表论文300余篇，出版著作10余部，授权发明专利30余件，研究成果获国家级和省部级科技进步奖10余项，其中，主持完成《基于生态边界层理论的黄淮海平原林业生态工程技术》和《长江中下游山丘区植被恢复与重建技术》成果，均获得国家科技进步二等奖。
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共同通讯作者：刘鑫
刘鑫，南京林业大学水土保持系教师，博士，江苏省水土保持学会理事。主要从事困难地生态修复和功能微生物应用等方向研究，在Nature Ecology and Evolution、Catena等期刊发表论文60余篇，参与编写专著2部，研究成果获得2022年江苏省行业领域优秀科技进展。
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第一作者：李翀
李翀，博士，加拿大阿尔伯塔大学博士后，2024年毕业于南京林业大学水土保持与荒漠化防治专业，从事废弃矿山生态修复与功能性微生物应用等方向的研究，以第一作者在Nature Ecology and Evolution、Land Degradation and Development等期刊发表论文10余篇。
