草原生态系统地上下生物多样性关系研究取得进展

植物与土壤微生物之间的相互作用在调节陆地生态系统的功能和稳定性方面具有重要作用。土壤微生物尤其是细菌和真菌，可通过降解植物凋落物或残体来提高土壤养分的有效性，并通过相互作用提高植物的养分吸收效率，从而调节植物多样性。此外，植物多样性介导的凋落物和根系分泌物的多样性可以通过提高资源可利用性、改变物理微生境来支持更多的微生物类群。然而，植物多样性与土壤微生物不同类群多样性之间的关系尚不明确。

中国科学院植物研究所黄振英研究组等开展了地上下生物多样性关系研究。该研究在对中国北方半干旱区草原进行连续两年1700公里样带调查的基础上，通过测量叶、茎性状来刻画植物功能多样性，并利用高通量测序技术量化土壤细菌和真菌多样性以及真菌中的病原真菌、腐生真菌和丛枝菌根真菌（AMF）的多样性。研究发现，植物多样性（物种多样性和功能多样性）与土壤真菌多样性存在较强的耦合关系，而与细菌多样性没有关系。植物和真菌多样性受到土壤养分和质地的驱动，而细菌多样性主要受到土壤pH值的影响。多样的植物物种可能通过为AMF和病原真菌提供不同的寄主植物，为腐生真菌提供不同的凋落物基质形成互补的地下生态位，进而形成与植物多样性的多维互作。该研究强调了AMF和腐生真菌在调控植物多样性的重要作用。本研究从土壤微生物视角阐明了地上植物多样性的多维维持机制，将土壤真菌纳入未来的生物多样性保护框架，有助于为退化草原生态系统的生物多样性恢复提供理论支持。

近日，相关研究在线发表在Global Ecology and Biogeography上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金国际合作项目的资助。

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草原生态系统植物-土壤微生物相互作用模式图