木本植物入侵显著改变草地土壤微生物群落：一项全球性元分析

《Global Ecology and Biogeography》：Woody Plant Encroachment Significantly Alters Grassland Soil Microbial Community: A Global Meta-Analysis

全球草原木本植物入侵导致土壤微生物群落多样性、生物量及酶活性显著增加，其变化受氮 fixing特性（生物因素）和年均温、有机碳（非生物因素）共同调控。研究历时2000-2024年，基于241组配对样本元分析，揭示了入侵物种与土壤环境交互作用对地下生态系统的影响机制。

　　

摘要

研究目的

木本植物的入侵正在重塑全球的草原生态系统功能。虽然其地上影响已有充分记录，但这一过程如何改变微生物群落（地下过程的关键驱动因素）仍知之甚少。我们的研究旨在（1）量化全球木本植物入侵对草原土壤微生物群落特征的一般影响；（2）确定驱动这些变化的非生物和生物因素。

研究地点

全球草原生态系统。

研究时间范围

2000–2024年。

主要研究对象

土壤微生物群落（细菌、真菌）。

研究方法

我们对241组配对观测数据进行了元分析，以评估木本植物入侵对微生物组成、多样性、生物量、活性及酶活性的影响。

研究结果

木本植物的入侵显著改变了土壤性质。此外，它还促进了微生物群落多样性、生物量、微生物活性及酶活性的全面提升，并导致群落组成发生变化。入侵物种的固氮能力（生物因素）对微生物反应有显著影响：与非固氮植物相比，固氮植物入侵导致拟杆菌门细菌数量增加、真菌丰富度提高、微生物生物量增加以及磷酸酶活性增强。此外，年均温度、土壤有机碳和总氮等非生物因素也被确定为驱动微生物反应的关键因素。具体而言，年均降水量、年均温度和海拔共同通过影响植物和土壤性质，调节了木本植物入侵对土壤微生物群落特征的影响。

主要结论

这项元分析表明，木本植物的入侵显著重塑了草原生态系统中的土壤微生物群落。我们的研究结果强调了非生物因素（气候、海拔、有机碳和总氮）和生物因素（固氮能力）在调节土壤微生物群落反应中的作用。这些发现有助于更好地理解地下生态过程，并为草原管理和全球变化下的生物地球化学循环预测提供有价值的指导。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。