在我国南方8000多万亩桉树人工林的绿色版图上，中南林业科技大学水土保持学院陈利军副教授团队以微生物群落为钥匙，打开了人工林可持续经营的新视野。这支聚焦水土保持与荒漠化防治的科研团队，近年在桉树人工林土壤碳循环、微生物互作及生态管理领域取得系列突破，相关成果为破解人工林地力衰退难题提供了科学方案。

陈利军副教授（右三）参与低效林改造调研工作

破解桉树人工林土壤碳流失的关键“密码”

针对桉树连栽导致的土壤有机碳衰退问题，陈利军团队联合中国科学院、美国宾夕法尼亚州立大学等机构，通过高通量测序技术，首次发现细菌-真菌的跨界负交互作用是驱动桉树人工林碳流失的关键因子。研究表明，土壤细菌-真菌间的潜在竞争关系通过削弱细菌多样性，增强了土壤碳分解酶活性与碳矿化速率。这一成果发表于英国生态学会旗舰期刊《Journal of Applied Ecology》，并被评价为“在考虑真菌和细菌相互作用及其对土壤碳动态的影响方面，尤其是在桉树连栽等营林实践中，具有重要的研究价值和前瞻性”。此外，团队还揭示了微生物关键种通过调控群落多样性和碳水化合物代谢活性产生负激发效应，这是土壤有机碳封存的重要机制，为土壤有机碳封存的微生物调控找到了“开关”，相关结果已被国内外知名学者引用280余次，世界著名土壤生态学家、荷兰瓦格宁根大学de Vries教授在论文中评价该研究是“近年来关于阐明微生物与激发效应之间关系做出巨大贡献的研究”。

筑牢桉树人工林土壤功能“生态防线”

团队通过多年观测，破解了土壤-桉树连续体细菌群落装配机制。桉树根际细菌多样性高于内生细菌，但两者组装机制截然不同——根际群落受土壤性质（pH、养分）驱动，富集养分循环功能；内生群落则受宿主基因型与组织特异性筛选，以变形菌门（>70%）为主且富含植物促生功能基因，凸显生态位差异对微生物组装的调控，为桉树育种与微生物管理提供理论支撑。

发表于土壤学期刊《Catena》等国际土壤学知名期刊的研究中，团队揭示了稀有微生物类群在维系桉树人工林土壤多功能性中的关键作用。长期定位试验显示，多代连栽模式显著降低了土壤微生物网络稳定性，而稀有细菌和真菌类群通过确定性组装过程，在土壤有机碳、全氮等养分调控中发挥不可替代的功能。陈利军比喻道：“这些低丰度微生物如同生态系统的‘哨兵’，通过维持碳氮循环通路，缓解了桉树短轮伐期连栽对土壤功能的冲击。”

此外，团队通过解析中国南方亚热带三种林分的土壤微生物群落、性质与多功能性，识别出细菌和真菌关键类群，并解析微生物群落对土壤多功能性的影响机制。发现我国南方阔叶林土壤多功能性最高，针阔混交林次之，针叶林最低。真菌微生物网络的节点和模块聚集性高于细菌，其关键类群对土壤多功能性影响显著。土壤性质和真菌关键类群多样性是土壤多功能性的关键决定因素。研究强调，促进真菌关键类群的多样性和丰度，对维持和增强土壤多功能性、支持森林生态系统健康至关重要。

从微生物机制到营林技术的全链条突破

团队在探索微生物互作机制的同时，持续推动研究成果向生产实践转化。团队发现碳源输入类型是调控微生物参与难分解有机物分解的关键，活性碳源输入会促进微生物对难分解有机物的降解；同时，植物根系来源有机碳、地上部采伐剩余物输入形式等均会影响土壤微生物生态功能与养分循环能力。此外，根际有机碳是调控桉树根际丛枝菌根真菌（AMF）群落结构的关键因子，AMF通过提高桉树根系对生物有效磷的吸收来调节菌根性状，进而影响根际土壤有机磷的分解作用。团队通过免炼山造林技术中采伐剩余物全量归还可增强土壤细菌群落稳定性，相比传统炼山方式减少养分流失；生物除草剂开发与应用研究桉树人工林土壤有机碳提升及可持续经营提供了技术支撑。

科教融合双轮驱动人才培养

陈利军秉持"科研报国、实践育人"的理念，深耕土壤生态领域十余年，将科技创新与乡村振兴深度融合，在科研与人才培养领域成果斐然，团队近年来共发表SCI论文30余篇，其中高被引论文1篇。近五年主持国家自然科学基金、湖南省优青等项目8项，申请发明专利4项，授权3项。入选2023年Elsevier全球前2%顶尖科学家年度影响力榜单，荣获湖南首届博士后创新创业大赛铜奖等荣誉。团队培养的学生在土壤生态与微生物领域展现出强劲的科研潜力，以科技创新驱动产业升级，培养了一批扎根乡土、敢闯会创的新时代农林人才，为乡村振兴注入强劲动能。

陈利军副教授（前排右二）与课题组研究生

从微生物互作机制到营林技术优化，陈利军团队的系列研究始终紧扣桉树产业的生态痛点。目前，其研发的土壤多功能性评估体系已在广西等地的人工林基地示范应用，为推动我国速生林产业绿色转型提供了中南林科大智慧。正如团队在研究中强调的：“理解土壤微生物的‘群落关系’，是解锁人工林可持续发展的关键密码。”（供稿人：郭志珍）