推荐：江舜尧
编译：独世
编辑：小菌菌
中科院青藏高原研究所张更新团队，联合中科院南京地理与湖泊所、中科院昆明植物所、俄克拉荷马大学、清华大学、南京大学、中国地质大学等，于2020年1月2日在微生物顶级学术期刊The ISME Journal发表题目为《Mountain biodiversity and ecosystem functions: interplay between geology and contemporary environments》的文章，该研究将地质与当代环境相结合，为了解生物多样性及不同气候区域的生态系统功能提供一定的理论依据。
文章摘要
研究背景：生物多样性和生态系统功能均受当代环境所驱动，例如气候，生物和非生物特征。其中，山地生物多样性尤其容易受到长期地质过程的影响，但地质过程对微生物群落和生态系统功能的影响尚未评估，且当代环境与地质过程的关系对微生物群落和生态系统功能的影响也少有报道。方法：本研究于青藏高原东南部嘎隆拉山海拔700–3760m处，研究了18个站位的180个采样点的生物群落及其生态系统功能，这些点涵盖了从热带季风雨林到寒冷灌木草地的多个气候和植被带（图1b，c）。选定的海拔梯度跨越了多个断层，包含由喜马拉雅和冈底斯山脉的运动和碰撞形成的岩层（图1b）。我们研究了地质变量（如成土母岩和风化条件）以及当代环境（例如气候、局部和生物特征）（图1a）。我们确定了一部分生物特征，包括植物和细菌的相对丰度，多样性和群落组成。研究进一步测量了38个生态系统功能，其可分为土壤养分、植物生物量、微生物生物量以及碳循环和存储等功能组，并描述了生态系统功能的三个方面：个体功能，生态系统多功能（EMF），以及生态系统功能的组成。最终将本研究结果与报道的东南部嘎隆拉山细菌群落进行了比较，测试了生物多样性垂直分布格局的一致性（图1d）。
图1 生物群落和生态系统功能的假想机制及采样图。
结果：总体来看，这些生物群落和生态系统功能在海拔2000–2800m处表现出一致的海拔断点，与雅鲁藏布江缝合带断层相吻合，并且与另一个1000公里以外山脉上的土壤细菌的海拔断点相似。与先前的研究一致，年平均温度，土壤pH和湿度是当代环境中生物多样性和生态系统功能的主要决定因素。然而，与排除地质过程的模型相比，包含地质效应（例如母岩和风化）的模型分别增加了67.9％和35.9％植物和细菌群落变异的解释度，同样也增加了27.6％生态系统功能变异的解释度。结论：地质过程对生物多样性和生态系统功能表现出不同的影响：母岩和风化对生物多样性有相当大的直接影响，而生物多样性和当代环境的相互作用间接影响生态系统功能。我们的发现对于地质过程对生物多样性和生态系统功能的影响具有重要意义。
文中重点图片说明：
图2 | 植物、细菌和生态系统功能的垂直分布格局。
图3 | 当代环境与地质作用对植物、细菌和生态系统功能的相对重要性。
图4 | 生物多样性和生态系统功能的结构方程模型
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