在氮添加处理下，温带森林下层植被和土壤微生物的多样性促进了土壤的多功能性

《Plant and Soil》：The diversity of understory vegetation and soil microorganisms drives soil multifunctionality in temperate forests under nitrogen addition treatments

氮沉降通过降低土壤pH和改变生物多样性间接抑制温带森林土壤多功能性，细菌α多样性起主要调控作用，而底层植被多样性存在非线性关联，长期氮输入削弱上下层生物群落的耦合效应。

　　

摘要

背景与目的

大气中的氮（N）沉降是全球气候变化的主要驱动因素，影响着森林生态系统的稳定性和功能。林下植被和土壤微生物群落是森林生态系统中的关键组成部分。然而，以往的研究大多分别探讨了植被或土壤微生物对土壤多功能性（SMF）的影响，而地上和地下生物群的综合作用仍不清楚。

方法

我们在一片温带森林中进行了一项为期15年的氮添加实验，以评估氮输入如何影响林下植被和土壤微生物多样性及其在土壤多功能性中的作用。

结果

研究结果表明，氮添加显著降低了林下植被（P < 0.0001）和土壤微生物（P < 0.005）的α多样性，并导致土壤多功能性下降。结构方程模型表明，氮添加通过降低土壤pH值和改变生物多样性间接抑制了土壤多功能性，而非产生直接效应。微生物多样性——尤其是细菌的α多样性——在驱动土壤多功能性方面发挥了重要作用。相比之下，林下植被多样性与平均土壤多功能性之间存在非线性关系，并且在较低阈值（例如20%）下对土壤多功能性有显著负面影响。此外，长期的氮输入削弱了地上和地下生物群落之间的联系。

结论

这些发现强调了细菌多样性在氮添加条件下对土壤多功能性的关键调节作用，并进一步揭示了在人为营养输入下维持生态系统功能的生物机制。我们的结果也为应对氮沉降增加的温带森林的可持续管理提供了理论依据。