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题目：土壤生物多样性的多种要素驱动着整个生物群落的生态系统功能

期刊：NatureEcologyEvolution

影响因子：12.5（一区）

发表年份：

第一作者：ManuelDelgado-Baquerizo

第一单位：DepartamentodeSistemasFísicos,QuímicosyNaturales,

UniversidadPablodeOlavide,Sevilla,Spain.

摘要：目前对土壤的生物多样性如何调节生态系统功能尚不明确，对于土壤生物多样性的丢失会如何影响人类幸福和生态系统可持续性的理解仍然不够。本研究结合全球观察试验和实验室微观试验，证明土壤生物多样性（包括细菌、真菌、原生生物和无脊椎动物）对多种生态系统功能有重要且积极的影响（包括氮循环、有机物分解、植物生产、和降低致病性等方面）。结果也表明，土壤生物多样性间接驱动了植物多样性和生态系统功能多样性之间的正相关关系。我们的研究结果揭示了土壤生物多样性对维持当地和整个生物群落土壤功能的重要性，并为将土壤生物多样性纳入保护和管理计划提供了有力支持。

1.引言

科学假设：①作为“枢纽”和“生态集群”的关键的土壤生物多样性在功能调节方面有十分重要的影响。②群落结构会影响功能。

2.试验设计

①全球数据获取：-年间，研究人员从五大洲的83个地点收集了土壤和植被数据，测定多年生植被覆盖度、多年生植物丰富度。取回的土样一部分进行测序，得到生物多样性；另一部分风干后测定土壤理化指标；获取11种生态系统功能数据（具体方法见原文）。

②独立于全球土样获取，通过微观试验研究细菌和真菌群落组成和丰度在结论中的影响。年3月，在澳大利亚东西部两个地点进行了土壤取样：分为灭菌土和不灭菌土→不灭菌土制备接种物悬浊液→梯度接种于培养基（4个稀释倍数?5个重复?2个土壤类型）→20℃培养6周→16s和ITS测序获取微生物多样性→8种生态系统功能。

③关于生态系统”multifunctionality“和“multidiversity”如何计算，原文中有详细的解释。

④补充：在本研究中，土壤内的有机体分为12类：细菌、真菌（菌根真菌、腐生真菌）、原生生物（虫门、纤毛亚门、变形虫）、无脊椎动物（环节动物、节肢动物、线虫、轮虫、缓步动物、扁形动物）。生态系统功能分为11类，大类主要是：养分循环、有机物分解、植物净初级生产力、病原微生物控制、抗生素抗性控制。

3.结果

①全球取样——多功能性和多样性的关系：由下图可知，每个类群的生物多样性和多功能性均显著正相关，纤毛类是唯一的例外，两者无关。

?下图a表明，多功能性和多样性关系的斜率最大，关系最为相关。b为结构方程模型模拟的各部分之间的影响关系，表明植物多样性对生态系统功能多样性（EMF）的影响是由土壤生物多样性间接驱动的。c为11种生态系统功能和12种土壤有机体组分之间的相关关系热图。

②微观试验——验证土壤微生物多样性对生态系统功能的重要性：下图证明，微生物多样性和生态系统多功能性之间存在显著正相关关系，这种正相关关系不受微生物丰度和群落组成的影响。

③土壤生物类群与不同阈值功能的相关性：较大的土壤类群，如缓步动物、节肢动物等更多与高阈值功能（在接近峰值下的功能运作）相关；较小的土壤类群，如细菌、真菌、原生生物等则与低阈值功能相关。（主要意思是不同的有机生物类别联系着不同类别的功能。）

④土壤生物多样性对预测关键生态簇内多功能性的重要性：下图表明，超过97%的土壤系统中都存在5个关键的生态簇，概念上讲同一个集群可能具有相似的生态偏好，支持类似的生态功能。

?关键生态簇和多功能性之间呈显著正相关，表明关键生态簇对维持生态系统多功能性至关重要。

4.结论

我研究结果提供了观测和试验证据，表明土壤生物多样性对维持全球生态系统功能至关重要。研究结果揭示了土壤生物多样性对维持当地和整个生物群落土壤功能的重要性，并为将土壤生物多样性纳入保护和管理计划提供了有力支持。本代表了土壤生物学和生态系统生态学的重要一步。

本文的特点：①采样范围大，视野广。发现许多高分文章的共同点在于范围很大，聚焦于全国或全球。即便是只做了一块地的试验，也要在某个维度上具有代表性和普适性。②既有全球的数据采集，又利用了小的试验验证，充分利用了这个小的试验数据，既不浪费数据，也为说明问题添砖加瓦。③利用16s、ITS测序的文章很多，像本文中对测序数据的使用，让人感觉到目的明确，为需求服务。

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