全球每年因农业扩张损失近六百万公顷森林，同时大规模造林计划也在推进。这种毁林与造林并存的局面下，地下土壤生物群落和生态系统功能会怎样变化，不同气候区的表现是否一致，一直缺少系统的野外数据。2026年7月18日，中国科学院武汉植物园张克荣教授团队在《Nature Communications》发表了论文“Consequences of agricultural deforestation and subsequent afforestation on soil biodiversity and ecosystem multifunctionality”。他们沿着中国南北约4000公里的样带设置了405个配对样地，覆盖了热带、亚热带、温带和寒带四个气候区。团队用扩增子测序分析了细菌、真菌、古菌、病毒、原生生物和无脊椎动物的多样性，又用宏基因组测序拿到了碳、氮、磷、硫循环相关的功能基因数据。
他们算出来农业毁林让土壤多营养级生物多样性整体下降了25%，生态系统多功能性降了58%。后续造林虽然能恢复一部分，但人工林的这两项指标都没回到原始森林的水平。原始森林的树冠层复杂、树种多样，能提供丰富的小生境让更多土壤生物共存，人工林大多是同龄纯林，结构简单，又种在长期耕过的农田上，农业留下的历史影响可能还在制约功能恢复。宏基因组的数据还显示，毁林后碳分解、有机氮矿化和有机磷矿化有关的基因丰度明显降低，产甲烷和反硝化相关的基因丰度则升高了；造林后这些基因丰度的变化基本反了过来，可见这些功能基因对土地利用变化很敏感，它们的变化也和生态系统多功能性的恢复连在一起。
在原始森林里，不管热带、亚热带、温带还是寒带，土壤多营养级生物多样性和生态系统多功能性都是正相关关系。一旦变成农田，这种正相关就消失了，说明毁林不光损害了生物多样性和功能本身，还把两者之间的联系切断了。造林之后，热带和亚热带的人工林重新出现了正相关，温带和寒带的人工林里却仍然没有。他们用滑动窗口分析和随机森林模型检验后发现，年均温是影响造林能不能恢复这种关系的最强因子，温度越高，造林对关系强度的提升效果就越明显。温度高了，微生物的代谢速率和种群增长都会加快，物种周转和生态过程更活跃，生物多样性和功能之间可能就绑得更紧。
暖区造林后，细菌多样性的增加带动了原生生物多样性，进而传递到无脊椎动物多样性，最终推高了生态系统多功能性；真菌多样性增加同样影响了无脊椎动物，也对多功能性有贡献。团队发现这种自下而上的多营养级级联效应，在冷区的人工林里没有出现，冷区主要靠真菌多样性的增加和造林本身的直接作用来提升功能。多营养共现网络的结果是，暖区造林后网络复杂度明显提高，而且网络越复杂，多功能性越高，冷区则看不到这种关系。功能基因组成方面，暖区造林后碳氮磷硫循环基因的整体变化对多功能性有显著的驱动作用，冷区没有这个现象。温度较高可能让微生物代谢更旺盛，养分转化相关基因的表达也更丰富，从而让生物多样性和功能联系得更紧密。总的来看，造林在暖区能通过恢复多营养级相互作用和功能基因组成来重建生物多样性与多功能性的正向关联，冷区的恢复要慢得多，今后的森林恢复政策得把气候差异考虑进去，同时保护现存的原始森林也不能放松。
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