近日，东北林业大学生态学院周正虎教授在Cell子刊One Earth（影响因子15.1）上发表了题为“Promoting effect of plant diversity on soil microbial functionality is amplified over time”的研究论文。论文揭示了植物多样性对土壤微生物功能提升的长期效应，证明植物多样性对土壤健康和生态系统功能具有持久的正面影响。
近年来，生物多样性因人类活动与全球变化的影响而遭受严重损失，这已经成为威胁人类福祉的一个重大问题。植物和土壤微生物是生态系统中不可或缺的部分，它们的多样性对于推动生态系统的多种功能至关重要，包括生产力、物质分解、碳固定、土壤肥力提升以及病原体控制等。不过，关于植物多样性是如何影响土壤微生物的多样性、数量及其功能的具体机制，目前仍不清楚。同时，“累积互补效应”这一宏观生态学假设指出，在较长的时间跨度内，植物多样性对于保持和提升生态系统功能起着关键作用。因此，深入探究植物多样性如何影响土壤微生物多样性和其功能，对于指导全球生态修复工作（例如植树造林和草地恢复）具有重要的理论和实践价值。
研究表明，随着植物种类的增多，不仅土壤微生物的多样性和数量得到了提升，而且微生物的功能也得到了显著加强。更值得注意的是，随着时间的发展，植物多样性对微生物功能的影响经历了从初期的负面影响到后期的正面影响的变化，这验证了“累积互补效应”的假设。这些研究成果突显了在面对生物多样性危机时，长期管理和保护植物多样性对于维护土壤健康和应对气候变化的重要性。此外，研究还发现，年平均温度和土壤碳含量等环境因素显著影响了植物多样性的作用效果，这意味着气候变化和生物多样性丧失可能同时削弱生态系统的服务能力。
这项研究为理解植物多样性在应对气候变化和促进生态系统恢复方面的作用提供了新的科学证据。通过阐明植物多样性如何长期增强土壤微生物功能的机制，为全球植被恢复、草地重建及生态系统管理提供了重要的理论基础。此研究得到了东北亚生物多样性研究中心的支持，并获得了国家“十四五”重点研发计划、国家自然科学基金和中央高校项目等多项资金的资助。
生态学院博士研究生周焘为论文第一作者，周正虎教授为论文通讯作者，东北林业大学王传宽教授、美国科学院院士Peter B. Reich教授、西班牙国家科学院Manuel Delgado-Baquerizo研究员以及美国耶鲁大学梁国鹏博士也对该研究做出了重要贡献。
