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喀斯特山区生态系统对气候变化敏感，其土壤微生物群落与生态系统多功能性（EMF）关系不明。研究人员调查了亚热带喀斯特山区土壤微生物多样性、关键类群和网络复杂性，发现后两者对土壤 EMF 影响更大。该研究为生态系统管理和保护提供依据。
在广袤的地球陆地上，喀斯特生态系统占据着约 15% 的面积，它就像大自然的 “多功能卫士”，肩负着供水、生物质生产、防止土壤侵蚀和维持养分循环等重要使命。然而，喀斯特山区却异常脆弱，薄薄的土壤层和日益严重的荒漠化问题，让它在人类活动和全球气候变化的双重夹击下 “岌岌可危”。比如，火灾、砍伐等人类行为，以及干旱、气候变暖等气候变化现象，都在逐渐削弱喀斯特山区生态系统的功能。
土壤生态系统多功能性（EMF）作为衡量生态系统健康状况的可靠指标，受到众多环境和生物因素的影响。其中，土壤微生物群落虽然微小，却在生态系统中发挥着不可替代的作用，它们参与碳分解、氮循环和植物生物质生产等关键过程。但以往研究发现，微生物群落与 EMF 之间的关系在不同森林生态系统中差异很大，而且其他气候区的研究成果也不能直接套用到资源有限的喀斯特地区。此外，微生物群落内部复杂的相互作用网络，以及网络中的关键类群（对维持土壤微生物群落结构和功能起关键作用的高连接节点），它们如何响应环境变化并影响 EMF，仍是未解之谜。
为了揭开这些谜团，来自中国的研究人员以西南地区的亚热带喀斯特山区 —— 金佛山为研究场地，开展了一项意义重大的研究。他们深入探究土壤微生物群落的多维属性（微生物多样性、网络复杂性和关键类群丰度）与土壤 EMF（涵盖养分循环、碳储存和水调节等功能）之间的关系，试图回答以下几个关键问题：在亚热带喀斯特山区生态系统中，土壤微生物多样性、网络复杂性和关键类群丰度如何随海拔梯度变化？在众多微生物属性中，哪个才是影响土壤 EMF 的主要因素？环境因素又是怎样通过影响微生物属性，进而影响土壤 EMF 的？
研究人员主要运用了分子测序技术来分析土壤微生物群落的多样性和组成，通过构建微生物共现网络来评估网络复杂性，并借助网络分析方法识别关键类群 。样本则取自金佛山海拔 800 - 2150 米范围内的森林土壤。
研究结果如下：
- 微生物多样性和组成随海拔梯度的变化：土壤微生物 α - 多样性随着海拔的升高呈单调下降趋势。在 OTU 丰富度（Sobs）方面，真菌多样性与海拔的负相关关系比细菌多样性更为显著；细菌和真菌的香农多样性指数也都随海拔升高而降低。
- 微生物网络复杂性和关键类群对土壤 EMF 的影响：微生物网络复杂性、关键类群和土壤 EMF 随着海拔的升高而增加。与微生物多样性相比，微生物网络复杂性和关键类群对土壤 EMF 表现出更强的正向影响。而且，随着 EMF 阈值水平的升高，网络复杂性和关键类群对土壤 EMF 的正向影响减弱，但关键类群即使在最高阈值（75%）时仍有显著正向影响。
- 环境因素对土壤 EMF 的影响：研究发现，年平均温度和土壤 pH 显著影响微生物特征，进而影响土壤 EMF 。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了微生物关键类群和网络复杂性在维持土壤 EMF 方面的关键作用，尤其是在高胁迫条件下。这不仅为预测喀斯特山区生态系统功能提供了理论框架，还为全球其他脆弱生态系统的管理和保护提供了宝贵的参考。通过这项研究，人们对喀斯特山区土壤微生物与生态系统多功能性之间的关系有了更深入的理解，有助于制定更科学有效的生态保护策略，让这些脆弱的生态系统在未来的环境变化中能够更好地 “抵御风雨”，维持生态平衡。
