Legacy effect of environmental characteristics before wildfire on succession of post-fire soil microbial communities

Abstract

Forest fires constitute major disturbances in forest ecosystems, with their frequency and intensity increasing globally due to ongoing climate change. Soil microorganisms, which are key drivers of organic matter decomposition, nutrient cycling, and vegetation regeneration, are highly sensitive to such disturbances. The composition of soil microbial communities is shaped by both stochastic and deterministic factors, including vegetation composition. This study aimed to investigate how pre-fire dominant vegetation type influences the post-fire succession of soil microbial communities. The research was conducted in temperate forests of the Bohemian Switzerland National Park, which experienced a large-scale wildfire in 2022. Soil samples were collected from sites previously dominated by different tree species (beech, pine, spruce) at three time points over a two-year period following the fire. Microbial community composition was assessed using metabarcoding of ITS2 rDNA for fungi and 16S rDNA for bacteria. Results revealed that spatial factors emerged as the strongest predictors of bacterial, litter saprotrophic, and soil saprotrophic fungal communities. Pre-fire vegetation had a statistically significant effect on microbial communities, though its strength varied across microbial groups, particularly...

Lesní požáry představují významnou disturbanci v lesních ekosystémech. Jejich četnost a intenzita však v důsledku probíhajících klimatických změn globálně narůstají. Půdní mikroorganismy, které hrají klíčovou roli v rozkladu organické hmoty, cyklu živin a regeneraci vegetace, na tyto změny citlivě reagují. Složení půdních mikrobiálních společenstev je ovlivňováno jak stochastickými, tak deterministickými faktory, včetně složení vegetace. Cílem této studie bylo zjistit, jak typ dominantní vegetace před požárem ovlivňuje sukcesi půdních mikrobiálních společenstev po požáru. Výzkum probíhal v temperátních lesích Národního parku České Švýcarsko, který byl zasažen rozsáhlým požárem v roce 2022. Půdní vzorky byly odebírány z lokalit s odlišným dominantním typem předchozí vegetace (buk, borovice, smrk) ve třech časových bodech během dvouleté periody po požáru. Mikrobiální společenstva byla analyzována pomocí metabarkódování ITS2 rDNA (houby) a 16S rDNA (bakterie). Výsledky ukázaly, že nejvýznamnějšími prediktory složení komunit bakterií, opadových a půdních saprotrofních hub byly prostorové faktory. Složení půdních mikrobiálních společenstev bylo významně ovlivněno předchozím typem dominantní vegetace, přičemž se intenzita tohoto vlivu lišila mezi jednotlivými skupinami mikroorganismů. Nejvýrazněji se...