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，由于人类活动和全球变化的双重影响，生物多样性丧失已成为威胁人类福祉的重大问题。植物和土壤微生物作为生态系统的重要组成部分，它们的多样性共同驱动着生产力、分解、固碳、土壤肥力、病原体控制等多种生态系统功能。然而，植物多样性如何影响土壤微生物多样性、生物量和功能还不明确。此外，宏观生态学中的“累积互补效应”假说强调了植物多样性在长时间尺度上对维持和提高生态系统功能的关键驱动作用。因此，深入研究植物多样性如何调控土壤微生物多样性和功能，对于指导全球范围内的生态修复工程，如植树造林和种草等，具有重要的理论和实践意义。
研究结果表明，植物丰富度的增加不仅提升了土壤微生物的多样性和生物量，还显著增强了土壤微生物的功能，并且随着时间的推移，植物多样性对微生物功能的影响逐渐从初期的负效应转变为中后期的正效应，验证了宏观生态学中的“累积互补效应”假说。这些研究结果强调了在生物多样性危机下长期植物多样性管理对维持土壤健康和缓解气候变化的重要性。此外，研究还发现年均气温、土壤碳含量等环境变量对植物多样性效应的调节作用显著，表明气候变化和生物多样性丧失的双重挑战可能会同步削弱生态系统服务。
该研究为植物多样性在应对气候变化和生态系统恢复中的重要性提供了新的科学依据。通过揭示植物多样性提升土壤微生物功能的长期增强机制，为全球植被恢复、草地重建和生态系统管理提供了重要理论支持。本研究得到东北亚生物多样性研究中心的支撑，受到“十四五”国家重点研发计划、国家自然科学基金和中央高校项目的资助。
东北林业大学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。
论文链接：https://www.cell.com/one-earth/abstract/S2590-3322(24)00492-5
“帽子戏法”！东北林业大学教授在Nature Communications一年三次发表论文，揭示土壤碳循环的微生物机制
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