土壤微生物的生态恢复作用

近年来，土壤群落在群落恢复中的作用引发了研究者的巨大兴趣。在美国中西部和大湖区的高杆草原上，科学家们在土壤群落这一领域的研究取得了令人振奋的进展，他们推进了我们对土壤生态基础知识的了解、洞察到了土壤中微生物群落对于生态治理的反应、并且开发了将土壤微生物群落放归修复场所的技术。在恢复生态学会-中西部大湖区2016年年会上，组织了该领域专门的研讨会，会上多位科学家们积极推动了这一快速发展领域的进步。

研讨会上，凯瑟琳·多彻蒂博士与大家分享了她在土壤微生物群落的功能及其在高杆草原恢复中的功效方面做出的研究成果。她发现在恢复了65年后，草原土壤中的微生物依然比草原原本的残留物中储存的碳要少，而释放的二氧化碳更多。

这是一个非常重要的发现，因为首先，它显示为了保护土壤碳，必须更好地保护留存下来的有限的原始草原；其次，地下的微生物恢复可能要比地上恢复耗费更长的时间。但是，还是有可能恢复土壤群落及其对于土壤的影响。多彻蒂博士发现移植取自残存草原和各种植物群落的微生物能够稳定微生物驱动的碳循环。

基于这些结论，萨拉·贝尔博士建立了跨洲数据集。数据表明非生物土壤因素，如土壤质地，在微生物介导的土壤功能恢复中发挥重要作用，如碳和氮的存储。即使地上植物群落的恢复相似，地下群落也不会以相似的轨迹恢复。这就显示了另一个重要观点，即为了实现地下生态系统服务的目标而选择生态恢复场所时，土壤类型应该成为一个重要的考虑因素。

伊丽莎白·巴赫博士主要专注于研究土壤真菌群落的恢复。她发现了与残存草原中不同的真菌群落的修复，而且这种模式在多个地点不同土壤类型中都是一样的。此外，微生物的活性在生长期内会有所变化，而且这种周期性模式在残存草原和修复草原上的各种土壤类型中都比较相似，虽然在粉质壤土中整体的活性更强一些。这些数据对于实践修复活动非常重要，因为它们显示了一些微生物恢复模式在各地都是相同的。

乔纳森·鲍尔博士则深入研究了土壤中真菌群落的关系，分享了他利用真菌来促进“后期”草原植物培植的研究工作。他的工作显示，真菌，尤其是与植物形成共生关系的丛枝菌根真菌在成功培植草原修复中所需的植物区系质量高的植物物种中的重要作用。他表明，很多植物区系质量比较低的早期物种更容易在草原修复中培植成功，菌根也更少，比如豚草和黑心菊。相反，植物区系质量高的晚期植物往往对于土壤真菌比较敏感，在草原恢复中不容易通过种子来培植，比如紫穗槐藜和北美草本威灵仙。

利兹·科齐奥尔则分享了她利用土壤微生物群落移植来改善高杆草原修复过程中的晚期植物培育方面的工作。她的研究工作表明，加入草原微生物菌剂，尤其是从残存的草原土壤中获取的丛枝菌根真菌，能够有效提高种植优质草原植物群落的效率。她还研究发现修复场所特定的丛枝真菌种类组成可以对那里培植的植物种类有着显著的影响，一些真菌会促进杂草的生长，而有些则能促进所需物种的生长。

生态修复从业者应该如何应用新的地下知识、如何评估地下修复成功与否，不同的与会人员给出了不同的建议，包括：

（1）评估地下修复成果最简单、最快捷的单一措施就是土壤容重，本质上就是一定体积的土壤的密度，土壤密度随微生物群落及其机能而变化；

（2）要让植物扎根地下，虽然地下修复要慢得多，但是培植植物是实现微生物修复的关键；

（3）培植微生物来供养整个生态系统，为微生物提供更多的植物根系和投入将会增强地下机能和供给地上群落；

（4）可以考虑采用移植办法，但是来源非常重要。可以考虑能够产生天然和适合本地的微生物菌剂的真菌/微生物孵育地，就像苗圃一样。

（5）区分具体的修复目标，目标不同，所采取的操作也不同，如果修复目标是培植后期植物群落，那么就需要在丛枝菌根共栖方面加大努力。