在全球变暖背景下，干旱加剧成为制约森林生态系统功能维持与恢复的关键环境因素。间伐作为重要的森林管理手段，被认为在缓解干旱胁迫方面具有潜力，但“地下生命网络”——土壤微生物群落，如何协同调控这一过程，仍有待深入研究。
草业科学学院邬荣领教授团队围绕其最新发表的论文“Topological change of soil microbiota networks for forest resilience under global warming”，在微生物组网络建模领域取得突破性进展。团队创新提出了一种统计拓扑建模方法——idopNetworks，成功实现了对土壤微生物群落在多因子扰动下动态互作机制的高效建模。该方法为森林生态系统的动态调控机制揭示提供了关键技术手段，也为全球变化背景下土壤微生态系统的恢复与管理提供了理论支持与实践指导。该成果发表于国际顶级物理交叉学科期刊《Physics of Life Reviews》（影响因子13.700，中科院一区TOP期刊）。
研究以日本落叶松（Larix kaempferi）人工林为研究对象，基于覆盖三个林分密度和三个降雨水平的双因子时间序列实验数据，构建了目前信息表达最充分的土壤微生物动态网络。团队首次将GLMY同调理论引入微生物网络拓扑结构分析，揭示了影响微生物群落稳定性与调控能力的关键互作路径与结构模式。研究不仅深化了对森林生态系统“自我修复力”的理解，也为微生物组网络结构与功能关系提供了全新理论框架。
该成果在国际学术界引起广泛关注，多名相关著名学者专门撰文评论，其中国际著名统计学家、宾夕法尼亚杰出教授Hongzhe Li发表题为《Revolutionizing dynamic microbiome network analysis via idopNetworks: Comment on “Topological change of soil microbiota networks for forest resilience under global warming”》的评论文章。高度评价了该研究模型理论的深度及跨学科创新价值，认为idopNetworks实现了动态微生物网络研究的“方法论革新”，并指出该方法有望成为揭示生态系统复杂动态机制的重要工具。
博士研究生龚慧莹为论文的第一作者，我院邬荣领教授和中国林业科学研究院孙晓梅研究员为论文共同通讯作者。该研究工作由北京应用数学与交叉科学研究院（BIMSA）部分启动资金支持，获得中国林业科学研究院中央公益性科研院所基本科研业务费专项（CAFYBB2022ZC001，LYSZX202002）及国家自然科学基金面上项目（31971652）资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.plrev.2024.08.001
