土壤微生物对植物多样性-生态系统功能关系的调控作用 生物多样性    2025, 33 (4): 24579-.   DOI: 10.17520/biods.2024579

图1 土壤微生物对植物多样性-生态系统功能关系的调控作用概念图。箭头表示路径。植物多样性直接影响生态系统功能(路径1); 植物多样性通过作用于土壤微生物进而影响生态系统功能(路径2); 土壤微生物介导植物多样性-生态系统功能关系(路径3)。AMF: 丛枝菌根真菌; EMF: 外生菌根真菌。

正文中引用本图/表的段落

近年来, 越来越多的证据表明土壤微生物这个“黑匣子”调控植物多样性-生态系统功能关系中扮演着关键角色(Maron et al, 2011; Schnitzer et al, 2011; 席念勋等, 2023; Tao et al, 2024)。一方面, 土壤微生物可能是植物多样性对生态系统功能产生积极影响的基础(Delgado-Baquerizo et al, 2016; Tao et al, 2023)。这是因为土壤微生物群落既受到植物群落多样化所带来影响的同时(Lange et al, 2015; Chen et al, 2016; Porazinska et al, 2018), 又与生态系统生产力和稳定性密切相关(Bardgett & van der Putten, 2014; Yang et al, 2018; Crowther et al, 2019)。因此, 植物多样性可能通过调控土壤微生物群落对生态系统功能产生级联效应(图1)。另一方面, 土壤微生物功能群可以改变植物多样性-生态系统功能间的正向关系(图1)。例如, 植物根内共生的菌根真菌通过促进植物对养分的吸收利用, 提高植物种间协作, 进而增强植物多样性-生产力关系(van der Heijden et al, 2008; Ferlian et al, 2018; Eagar et al, 2024)。此外, 高植物多样性可以稀释或者抑制病原菌对特定宿主的致病作用, 从而在病原菌稀释效应中获益, 使得多样性高的植物群落/种群相较于多样性低的植物群落/种群具有更高的生产力(Maron et al, 2011; van Ruijven et al, 2020)。

本文的其它图/表

• 图2 菌根真菌对植物多样性-生产力关系的驱动机制概念图。黑色和白色圆圈分别代表丛枝菌根真菌共生植物物种和外生菌根真菌共生植物物种, 不同的圆圈线条类型表示不同物种, 圆圈大小代表植物物种资源利用能力的相对强弱。对于丛枝菌根真菌共生植物而言, 高植物多样性条件下, 丛枝菌根真菌主要通过促进宿主间对资源的互补利用来加强植物多样性对生产力的促进作用(A); 对于外生菌根真菌共生植物而言, 尽管宿主间存在互补利用, 但其主要通过提高特定宿主的资源利用能力来加强植物多样性-生产力关系(B); 当宿主与两种菌根真菌共存时, 以上两种作用共存(C)。
  
• 图3 病原菌驱动植物多样性-生产力关系的3种假设。当病原菌对不同多样性植物群落的抑制作用相当时, 病原菌消失后植物多样性-生产力关系的斜率不变(A); 当高多样性的植物群落中某一物种占据主导地位时, 由于该物种相对多度较高, 导致病原菌对高多样性群落的抑制作用强于低多样性群落, 因此病原菌消失后植物多样性-生产力关系的斜率将会升高(B); 当病原菌宿主特异性和负密度依赖性发挥作用时, 病原菌对低多样性植物群落的抑制作用会强于对高多样性植物群落, 那么病原菌消失后植物多样性-生产力关系的斜率将会下降(C)。