植物與土壤微生物群落相互關聯、互相影響。環境變化將(jiāng)可能(néng)改變長(cháng)期演化形成(chéng)的植物-微生物群落結構，從而對(duì)生态系統多樣性及功能(néng)産生深遠影響。以氮沉降爲例，氮沉降上升嚴重威脅陸地生态系統的生物多樣性。已有研究表明，氮沉降造成(chéng)植物和微生物物種(zhǒng)喪失（α多樣性的下降），群落結構（β多樣性）發(fā)生改變。然而，學(xué)界尚不清楚氮沉降如何影響植物和微生物群落的β多樣性，以及植物和微生物響應氮沉降的群落構建機制。

      中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員劉玲莉課題組與佐治亞理工學(xué)院教授蔣林研究組合作，利用内蒙古溫帶草地多水平氮素添加試驗平台，通過(guò)植被調查和微生物高通量測序，并構建零模型對(duì)随機過(guò)程進(jìn)行量化，系統研究了溫帶草地地上植物和地下土壤微生物群落β多樣性對(duì)外源氮輸入的響應。

       研究發(fā)現，植物、土壤細菌和真菌群落的β多樣性随氮輸入的增加呈現不同的響應。具體而言，氮輸入增強了環境過(guò)濾作用，導緻植物β多樣性随氮輸入量的增加線性下降，表明确定性過(guò)程主導氮富集下植物的群落構建。土壤細菌的β多樣性呈現先升高後(hòu)降低的趨勢，與環境異質性的響應趨勢一緻；細菌群落的随機性過(guò)程也呈現出先增加後(hòu)降低的趨勢，表明随機和确定性過(guò)程共同調控細菌群落的構建。然而，土壤真菌群落的構建由随機過(guò)程主導，使其在不同氮輸入梯度下始終維持較高的β多樣性。該研究證明了植物和土壤微生物群落構建對(duì)氮沉降的響應機制存在差異，從而導緻植物-土壤微生物多樣性的解耦合，爲全球變化下生态系統功能(néng)的預測帶來不确定性。

       相關研究成(chéng)果發(fā)表在Global Change Biology上。植物所副研究員劉衛星爲論文第一作者，劉玲莉和蔣林爲論文的共同通訊作者。研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰略性先導科技專項、國(guó)家重點研發(fā)計劃等的資助。

       随着氮輸入的增加，确定性過(guò)程（由橙色線條和箭頭表示）和随機性過(guò)程（由藍色線條和箭頭表示）對(duì)植物、土壤細菌和真菌群落構建的影響不同。（a）随着氮輸入的增加，植物群落構建越來越受到确定性過(guò)程的控制；（b）土壤細菌群落構建則由随機過(guò)程和确定性過(guò)程共同介導；（c）而土壤真菌群落的構建主要受随機過(guò)程的調節