植树造林（森林恢复）能吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，对于降低大气中温室气体浓度、具有十分重要的作用。但目前国内外对此作用的评估具有很大的差异，其原因之一在于缺少对土壤碳氮循环过程中微生物调控机制的认识。该项研究是当前土壤科学的前沿领域。
为了揭示土地利用变化（森林恢复）对土壤微生物群落的影响及其对土壤碳氮循环的调控机制，武汉植物园系统生态学课题组副研究员邓琦在程晓莉研究员的指导下，以丹江口库区森林，灌丛和农田生态系统等不同土地利用类型为对象，应用熏蒸提取和磷脂脂肪酸(PLFA)两种方法，分别调查了土壤微生物生物量和微生物群落结构，同时系统研究了微生物与土壤主要碳氮循环过程的关系。研究结果表明，由于大量低质量（高C:N比）植物凋落物的输入，森林和灌丛的植被恢复增加了土壤微生物生物量以及改变土壤微生物群落结构(即提高了真菌对细菌的比值)，但减少了土壤微生物熵(微生物生物量对土壤有机碳的比值)。改变这些微生物特性很可能降低了基础微生物呼吸，微生物代谢熵(qCO2)，净的氮矿化和硝化速率，从而维持较高的土壤碳和氮储量及其稳定性。该研究不仅揭示了丹江口库区土壤微生物生物量和微生物群落机构对于森林恢复的响应，同时还阐述了森林恢复过程中土壤微生物群落对土壤碳氮循环的调控机制，为当地政府的植被恢复和库区水环境治理工作提供了可靠的科学依据和借鉴。
该研究得到了国家自然科学基金及中国科学院战略性先导专项的资助，相关研究成果发表在国际生态学期刊Science of the Total Environment上。
丹江口库区土地利用变化背景下土壤微生物群落对土壤碳氮循环调控机制分析图
