随着全球气候变化和人类活动的持续影响，森林扩张在多个地区变得愈加显著。森林扩张通常是由自然恢复、人工造林以及土地管理方式的改变推动的，且被视为生态恢复的关键标志之一。其主要益处之一是提升土壤肥力，促进土壤有机质的积累，并改善土壤的保水能力。这一过程中，树冠的形成有助于调节小气候，降低地表温度和蒸发速率，为植物生长提供了良好的生长环境，同时促进了多样化的生态系统形成。然而，森林扩张对生物多样性的影响并非单向的。虽然它能够提升生态连通性并减少栖息地的破碎化，但同时也可能为入侵物种提供机会，扰乱当地的生态平衡。此外，森林扩张可能威胁依赖传统农业的半自然生境，导致某些物种的减少甚至局部灭绝。因此，如何平衡森林扩张带来的生态效益和潜在风险，成为了生态学研究中的一个重要议题。

尽管宏观生物方面的研究为理解森林扩张对物种扩散、种群动态和群落结构的影响提供了宝贵的见解，但森林扩张对微生物群落的影响却鲜有研究。微生物群落作为生态系统中的重要组成部分，能迅速响应环境变化。随着森林覆盖面积的增加，微生物的栖息地和生长条件也发生了显著变化。森林扩张通常伴随着土壤有机质的增加和土壤结构的复杂化，这为特定微生物群落，尤其是与植物根系形成共生关系的微生物提供了有利生长条件。微生物群落或许可以作为森林扩张引起的土壤健康和生态变化的重要指示器。因此，深入探讨森林扩张对微生物群落的影响，不仅有助于我们理解森林扩张对生态系统稳定性的综合作用，还能为生态恢复和土壤管理提供科学依据。

图1. 森林扩张对丹霞山微生物群落的影响概念图

研究团队在广东丹霞山国家公园进行了土壤样本采集，分别从非森林扩张山顶（NFE-Top）、森林扩张山顶（FE-Top）和山底（FE-Bottom）三个不同生境中获取了144份土壤样本。通过对细菌、真菌和原生生物的群落结构、多样性及网络分析（图1），研究团队发现：

1. 微生物多样性变化：森林扩张显著降低了微生物多样性，尤其是细菌群落的多样性。森林扩张山顶（FE-Top）的微生物多样性显著低于非森林扩张山顶（NFE-Top）和山底（FE-Bottom）。

2. 群落组成与分布：森林扩张促进了山顶与山底之间的微生物共享，导致FE-Top和FE-Bottom之间的群落相似性高于NFE-Top和FE-Bottom。

3. 微生物网络稳定性：森林扩张山顶（FE-Top）的微生物网络表现出更高的稳定性和鲁棒性，且易损性较低。

4. 群落组装过程：随机性组装过程（如漂变和扩散限制）在所有生境中主导了微生物群落的组装，且在森林扩张后其相对重要性增加。

5. 生态位宽度：森林扩张降低了微生物群落的生态位宽度。

6. 环境驱动因素：不同生境中微生物群落的差异主要由特定的环境因素驱动。NFE-Top的微生物群落差异主要受总磷（TP）影响，FE-Top受pH值影响，而FE-Bottom则受土壤湿度影响。这些发现揭示了森林扩张如何通过改变土壤环境来影响微生物群落的动态。

该研究成果以“Impacts of forest expansion on microbial diversity and community assembly in fragmented mountain ecosystems” 的标题发表在《Environmental Research》学术期刊上。论文第一作者为直播平台 2021级博士生连文慧，直播平台 李文均教授、周婷副教授和董雷副教授为该论文的共同通讯作者。同时直播平台 赵文胜、韩嘉瑞、胡超建、史国源、李梅香、岳凌翔等研究生共同参与了本研究。此外，丹霞山国家公园管委会的陈昉主任、新加坡国立大学苏州研究院的Mukhtiar Ali副研究员和中科院新疆生态与地理研究所的李帅副研究员也为本研究提供了重要指导。本研究得到广东省国家公园建设专项丹霞山生物多样性科考、广东省重点领域研发计划项目和广东省基础与应用基础研究基金等多个项目资助。