综述：植物-土壤微生物互作对物种共存与生产力的调控作用

这篇综述系统阐述了土壤微生物（病原体和共生体）通过调控植物生态位分化（niche differentiation）和适合度差异（fitness differences）影响物种共存机制，进而驱动生物多样性-生产力关系（BEF）的互补效应（CE）和选择效应（SE）。特别关注了专性（specialist）与广谱性（generalist）微生物的不同作用模式，为理解全球变化下植被动态提供了新视角。

　　

植物物种共存与多样性-生产力关系

现代生态学两大核心问题——物种共存机制与多样性-生产力关系——本质上都受相同生物互作驱动。传统研究多聚焦资源利用（光、水、养分）的生态位分化，而土壤微生物介导的生物互作正成为新研究范式。特别值得注意的是，正互补效应（CE）常被认为源于资源分区，而正选择效应（SE）则反映优势物种的高竞争力，但二者关系可能更为复杂。

土壤微生物调控植物物种共存

现代共存理论指出，物种共存取决于稳定化过程（负密度制约）与均衡化过程（适合度差异平衡）的博弈。专性病原体通过负植物-土壤反馈（negative plant-soil feedback）产生Janzen-Connell效应：宿主密度增加导致专性病原体积累，抑制同种幼苗更新，从而促进物种共存。相反，专性共生体（如外生菌根真菌）通过正反馈机制可能引发单优群落，而广谱性微生物的作用则取决于植物竞争-防御权衡。

土壤微生物影响多样性-生产力关系

通过两物种模型可清晰展示微生物如何调节CE和SE：

• 专性病原体稀释效应可同时增强CE（低宿主密度提升物种性能）和负SE（低产物种相对丰度增加）
• 广谱性病原体通过"病原溢出"（pathogen spillover）可能降低CE，其SE方向取决于宿主生产力
• 固氮微生物通过扩大氮生态位空间显著提升CE，而菌根网络资源再分配可能逆转SE方向

专性病原体的双重角色

草原和森林生态系统的实验证实，专性病原体通过负反馈同时实现：

1. 稳定共存：宿主特异性抑制同种优势种
2. 提升CE：群落多样性降低宿主接触概率
   但若物种对病原体敏感性存在差异（如生长-防御权衡），可能削弱稳定化效果。

广谱性微生物的复杂网络

丛枝菌根真菌（AMF）虽宿主泛化，但植物依赖度差异显著：

• 高AMF依赖物种可能通过共同菌根网络（CMN）获得超额资源，改变SE方向
• 某些AMF菌株在异种根际促生作用更强，反而形成负反馈稳定共存
  最新争议在于CMN的资源转移效率需更精准的实验验证。

共生体驱动的生态工程

固氮微生物展示特殊案例：

• 豆科-根瘤菌互作提升宿主适合度，但固定氮对非固氮植物的促进作用可能更大
• 这种不对称互惠导致负反馈，解释热带豆科混交林的高生产力现象

全球变化下的研究前沿

未来需重点解析：

• 微生物群落演替（如专性/广谱性比例变化）如何影响植被恢复动态
• 气候变化通过改变土壤pH、湿度等参数间接调控微生物功能群
• 多营养级互作（如病原体-AMF-线虫）对BEF关系的级联效应

该框架为理解从农田间作到森林更新等生态过程提供了统一视角，特别强调微生物介导的间接互作（indirect interactions）在维持生态系统功能中的杠杆作用。