在全球變暖背景下，干旱加劇成為制約森林生態(tài)系統(tǒng)功能維持與恢復(fù)的關(guān)鍵環(huán)境因素。間伐作為重要的森林管理手段，被認(rèn)為在緩解干旱脅迫方面具有潛力，但“地下生命網(wǎng)絡(luò)”——土壤微生物群落，如何協(xié)同調(diào)控這一過程，仍有待深入研究。
草業(yè)科學(xué)學(xué)院鄔榮領(lǐng)教授團(tuán)隊(duì)圍繞其最新發(fā)表的論文“Topological change of soil microbiota networks for forest resilience under global warming”，在微生物組網(wǎng)絡(luò)建模領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了一種統(tǒng)計(jì)拓?fù)浣７椒ā猧dopNetworks，成功實(shí)現(xiàn)了對土壤微生物群落在多因子擾動下動態(tài)互作機(jī)制的高效建模。該方法為森林生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)控機(jī)制揭示提供了關(guān)鍵技術(shù)手段，也為全球變化背景下土壤微生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與管理提供了理論支持與實(shí)踐指導(dǎo)。該成果發(fā)表于國際頂級物理交叉學(xué)科期刊《Physics of Life Reviews》（影響因子13.700，中科院一區(qū)TOP期刊）。
研究以日本落葉松（Larix kaempferi）人工林為研究對象，基于覆蓋三個林分密度和三個降雨水平的雙因子時間序列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了目前信息表達(dá)最充分的土壤微生物動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。團(tuán)隊(duì)首次將GLMY同調(diào)理論引入微生物網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，揭示了影響微生物群落穩(wěn)定性與調(diào)控能力的關(guān)鍵互作路徑與結(jié)構(gòu)模式。研究不僅深化了對森林生態(tài)系統(tǒng)“自我修復(fù)力”的理解，也為微生物組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系提供了全新理論框架。
該成果在國際學(xué)術(shù)界引起廣泛關(guān)注，多名相關(guān)著名學(xué)者專門撰文評論，其中國際著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家、賓夕法尼亞杰出教授Hongzhe Li發(fā)表題為《Revolutionizing dynamic microbiome network analysis via idopNetworks: Comment on “Topological change of soil microbiota networks for forest resilience under global warming”》的評論文章。高度評價了該研究模型理論的深度及跨學(xué)科創(chuàng)新價值，認(rèn)為idopNetworks實(shí)現(xiàn)了動態(tài)微生物網(wǎng)絡(luò)研究的“方法論革新”，并指出該方法有望成為揭示生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜動態(tài)機(jī)制的重要工具。
博士研究生龔慧瑩為論文的第一作者，我院鄔榮領(lǐng)教授和中國林業(yè)科學(xué)研究院孫曉梅研究員為論文共同通訊作者。該研究工作由北京應(yīng)用數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)研究院（BIMSA）部分啟動資金支持，獲得中國林業(yè)科學(xué)研究院中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（CAFYBB2022ZC001，LYSZX202002）及國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31971652）資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.plrev.2024.08.001
