土壤微生物作為生態(tài)系統(tǒng)中的重要分解者，是植被變化過程中重要的生物參與者，在土壤質(zhì)量改善、植物生產(chǎn)力調(diào)節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。其中，微生物群落的多樣性和組成等分布模式及構(gòu)建過程（確定或隨機組裝）是影響生態(tài)系統(tǒng)過程和功能的關(guān)鍵參數(shù)。深入了解植被變化過程中的微生物群落特征，可提高對微生物物種分布、多樣性和生物地理格局等的認(rèn)知，加強微生物演化與植被變化之間關(guān)系的理解，有助于植被-微生物反饋模型的發(fā)展。現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，氣候變暖背景下青藏高原高寒草地在多年凍土退化后表現(xiàn)出由高寒沼澤草甸（ASM）、高寒草甸（AM）到高寒草原（AS）的逆向演替，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)定性下降。然而，高原多年凍土區(qū)高寒植被土壤微生物群落相關(guān)研究較為缺乏。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院在青藏高原東北緣疏勒河源多年凍土區(qū)高寒生態(tài)系統(tǒng)長期定位觀測場開展研究，分析不同類型高寒植被土壤微生物的群落特征，發(fā)現(xiàn)高寒草地逆向演替（由ASM、AM到AS）過程中，植物生物量是驅(qū)動微生物多樣性和群落構(gòu)建過程的關(guān)鍵因子。微生物β多樣性以物種替換為主（圖1a），群落構(gòu)建以隨機組裝過程為主導(dǎo)（圖2b），二者均在植被逆向演替過程中逐漸增加（圖1b、2a）。植被逆向演替加強了微生物群落與環(huán)境因子之間的聯(lián)系，提升了微生物群落對環(huán)境擾動的敏感性，并降低了微生物群落抵抗自身組成不變的能力（抵抗力）。此外，冰緣植被（GFV）土壤微生物群落對環(huán)境變化的敏感性較低、抵抗力較強，可能擁有高寒生態(tài)系統(tǒng)中最穩(wěn)定的微生物群落。

該研究首次綜合應(yīng)用β多樣性分解和群落構(gòu)建過程分析方法，系統(tǒng)探究了青藏高原多年凍土區(qū)高寒草地逆向演替過程中土壤微生物群落多樣性的維持機制，加強了對微生物多樣性發(fā)生和調(diào)節(jié)、植被和微生物群落之間關(guān)系的理解，有助于預(yù)測微生物群落對高寒生態(tài)系統(tǒng)變化的響應(yīng)動態(tài)。

近日，相關(guān)研究成果以Soil microbial distribution and assembly are related to vegetation biomass in the alpine permafrost regions of the Qinghai-Tibet Plateau為題，在線發(fā)表在Science of the Total Environment上。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究、國家自然科學(xué)基金等的支持。

圖1.土壤微生物群落β多樣性分解及其在不同植被類型中的差異

圖2.不同植被類型中微生物群落構(gòu)建組分及其與植物生物量差異的關(guān)系

來源：中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院