造林被认为是防止风蚀、维护生物多样性、保护水资源、增加碳（C）储存和调节全球气候变化的关键策略（Bonan, 2008）。评估其有效性需要理解其背后的生态过程。在造林过程中，落叶输入和根系动态重塑了地上和地下系统之间的养分分配（Zheng et al., 2024）。这种变化随后改变了由土壤微生物驱动的养分循环，进而影响森林生产力。因此，了解造林如何影响土壤微生物和养分动态对于评估造林的整体效果至关重要。土壤微生物通过分泌胞外酶来获取碳（C）、氮（N）和磷（P），这些酶催化有机物的分解。这使得土壤酶成为微生物活性和土壤生态功能的可靠指标（Yadav et al., 2021）。在养分受限的情况下，微生物会上调特定的胞外酶以分解复杂的有机聚合物，以满足其养分需求。因此，生态酶化学计量学，即获取碳、氮和磷的酶的比例，反映了微生物养分需求与环境供应之间的匹配情况，是评估微生物代谢效率和养分限制的可靠指标（Liu et al., 2024a）。尽管近年来有大量研究评估了造林过程中的土壤微生物代谢限制，但报告的模式存在显著差异。例如，一些研究表明随着林分年龄的增长，代谢氮限制加剧（Du et al., 2024; Yan et al., 2022），而其他研究则发现造林可以缓解这种限制（Liu et al., 2024a）。Zhao et al.（2025）观察到中年林分的碳和氮限制最为严重，而成熟林分的限制相对较弱。这种模式与已知的植物生产力与微生物碳限制之间的负相关关系一致（Deng et al., 2019）。Cui et al.（2020）记录了从早期森林（35年）的弱磷限制到老年森林（130年）的强磷限制的转变。这些相互矛盾的发现表明，土壤微生物代谢限制对造林的响应仍不清楚。土壤微生物是胞外酶的主要生产者，也是土壤养分循环的基本驱动因素。在森林生态系统中，尽管已经广泛研究了微生物群落对造林的响应，但其后果仍存在争议。一些研究表明，沿林分年龄序列，细菌群落的变化比真菌群落更为明显（Liang et al., 2021），而其他研究则报告了相反的模式（Wan et al., 2021; Zhao et al., 2025）。还有研究发现林分年龄对真菌类群没有显著影响（Odriozola et al., 2020）。这些差异可能与不同林分年龄下土壤环境因素的变化有关，如微气候、落叶质量和资源可用性（Wan et al., 2021）。值得注意的是，随着林分年龄的增长，难降解土壤化合物（如木质素）的积累显著改变了微生物的养分获取策略，从而有利于某些微生物谱系。与细菌相比，真菌可能因为更高的碳利用效率而受到青睐和影响（Rosinger et al., 2019; Veres et al., 2015）。这意味着在长期造林过程中，真菌群落结构的变化可能更加明显。鉴于造林过程中土壤微生物代谢限制的不确定性，与这些变化相关的具体微生物群体仍不清楚，需要进一步研究。在这项研究中，我们选择了中国东北部 mollisols 地区的 Saihanba 机械化林场作为研究地点，因为它有着长达一个世纪的造林历史，为研究长期造林对土壤微生物特性的影响提供了理想的背景。我们在主要森林物种中建立了林分年龄序列（0年、10年、40年、80年和160年），并据此收集了土壤样本。我们使用荧光测定法量化了土壤酶活性，并通过高通量测序技术对细菌16S rRNA和真菌ITS区域进行了微生物群落分析。我们的目的是揭示整个序列中微生物代谢限制的模式及其相关的群落变化。提出了三个假设：1）由于有机物质的连续输入，土壤养分含量随林分年龄的增长而增加；2）土壤微生物在整个序列中持续面临氮限制，且在较老的林分中这种限制更为严重；3）在应对代谢氮限制方面，土壤真菌群落可能比细菌群落发挥更重要的作用，因为真菌从难降解有机化合物中获取氮的效率更高。
