森林演替是一种基本的生态过程，它驱动着植被、土壤性质以及生态系统功能方面的长期变化。土壤微生物在此过程中扮演着核心角色，通过调节碳转化和养分循环来影响这些过程。然而，已有的研究报告中所呈现的微生物多样性和群落组成模式在不同区域间存在不一致性。为解决这些差异，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）西双版纳生态站科研人员进行了一项全球荟萃分析，综合了2015年至2025年间发表的83项研究中的数据，这些研究覆盖了全球范围内的306个森林样地。

结果显示，随着演替阶段的推进，土壤性质发生了明显且持续的变化。土壤有机碳（SOC）和总氮（TN）从早期阶段到晚期阶段显著增加，而土壤pH值则逐渐下降。这些变化反映出有机物质的积累以及随着森林成熟土壤环境变得更加复杂的趋势。

微生物多样性在演替过程中呈现出一种非线性的模式。从早期至中期演替阶段，细菌和真菌的α多样性均显著提升，随后于后期阶段略有下降，形成一种“驼峰状”的轨迹。这表明微生物多样性在中期阶段达到峰值，并在成熟森林中逐渐向更为稳定的群落过渡。在群落层面，微生物组成结构发生了明显的转变。早期演替阶段的土壤中主要分布着生长迅速、养分需求较高的微生物，如Proteobacteria和Ascomycota。相比之下，晚期演替阶段的土壤则以生长缓慢、资源利用效率高的类群为主，如Actinobacteriota和Basidiomycota。这一转变反映出随着土壤条件随时间变化，生命史策略从“营养掠夺型”向“资源节约型”的转变。进一步的分析表明，总氮是所有演替阶段中影响微生物多样性及群落构成的最重要因素。相比之下，有机碳和土壤酸碱度的影响则较为微弱或具有阶段依赖性。气候因素如温度和降雨量对细菌群落的影响更为显著，而真菌群落则与土壤养分的可用性联系更为紧密。

该研究提供了一个全球性的框架，表明森林演替过程会促使土壤养分和微生物群落发生协调性的变化。研究结果强调了氮元素在调控地下生物多样性中的核心作用，并强调了微生物过程在森林生态系统恢复中的重要性。同时，在后期演替阶段的森林中，专业化微生物类群的主导地位日益增强，这暗示了生态系统稳定性和韧性之间可能存在某种权衡关系。

相关研究结果以A global meta-analysis reveals coupled biogeochemical and microbial successional trajectories in forest soils为题发表于Forest Ecosystems期刊上。西双版纳生态站研究生Waseem Muhammad为该论文的第一作者，卢华正副研究员为通讯作者。云南大学、加州大学戴维斯分校等相关研究人员也参与了研究。该工作得到了国家自然基金、云南省人才项目和版纳植物园“十四五”项目的支持，在此一并表示感谢。

 图1. 森林演替驱动土壤微生物群落及其功能变化。

图2. 森林演替阶段中细菌和真菌α多样性的标准化均值差（SMD）（早期vs中期、中期vs晚期、早期vs晚期）。