青藏高原高山苔原/冰缘生态系统是全球变化敏感区域。垫状植物是该区域重要的先锋植物和生态工程师，能够缓冲极端微气候变化、保持土壤水分和养分，并为其他植物、无脊椎动物和微生物提供微生境。然而，在全球变暖、氮沉降和水分波动加剧等背景下，高山垫状植物群落正在发生退化，并逐渐向高山草甸转变。相比地上植被变化，垫状植物退化对地下土壤微生物网络的影响尚不清楚。这些网络如何响应全球变化情景，也缺乏系统研究。

该研究以青藏高原东南缘白马雪山高山冰缘带垫状植物退化序列为研究对象，在群落水平和个体水平采集土壤样品，并结合土壤微宇宙实验（Soil Microcosm Experiment），模拟三类全球变化情景：增温、氮添加和干湿交替。实验共建立 540 个微宇宙培养单元，最终获得 180 份样品用于细菌和真菌群落分析。研究通过高通量测序和微生物共现网络分析，比较了不同全球变化情景和不同退化阶段真菌、细菌网络复杂性和稳定性的变化。

研究发现，真菌和细菌网络表现出显著不同的结构特征和响应模式。真菌网络呈现“枢纽依赖型”结构，在增温、氮添加和干湿交替处理下能够维持网络复杂性，并表现出增强的稳定性；但在优先移除关键节点时，真菌网络稳定性显著下降，说明其稳定性较依赖少数关键类群。相比之下，细菌网络表现为“连接者介导的冗余结构”，具有较高的基础稳定性，但适应能力有限；其稳定性在增温和氮添加处理下并未进一步提高。

沿垫状植物退化过程，微生物网络复杂性并非线性变化，而是在特定退化水平出现明显拐点。在个体水平上，阶段3至阶段4是关键变化阶段；在群落水平上，平衡群落向稳定群落转变是另一重要阶段。两个水平的结果均表明，在这些关键状态下，真菌网络趋向重新组织，而细菌网络趋向简化。这种差异响应提示，微生物网络指标可能早于传统生态系统功能指标反映地下群落的状态变化，从而为高山生态系统退化预警提供潜在依据。

研究还发现，微生物网络变化受土壤初始性质和关键微生物类群共同影响。其中，微生物生物量、土壤养分、pH 和多酚氧化酶活性是重要的非生物预测因子；关键类群丰度则是重要的生物驱动因子，尤其与细菌网络复杂性密切相关。但在增温情景下，关键类群丰度与细菌网络复杂性之间的关系被削弱，说明升温可能降低细菌网络结构的可预测性。

该研究提出，高山冰缘带生态系统保护与恢复应同时关注地下微生物网络，尤其是细菌网络完整性。未来管理中，应重视增温和氮沉降对细菌网络的潜在影响，将退化阈值前阶段作为重要干预窗口，并结合土壤理化性质、微生物生物量、酶活性和关键微生物类群等指标，构建高山生态系统退化的早期预警体系。

该研究以Divergent Responses of Microbial Networks to Global Change Scenarios during Alpine Cushion Plant Degradation为题，在线发表于国际植物学期刊Plant Diversity。由云南师范大学孙文光团队与中国科学院昆明植物研究所张亚洲副研究员合作，孙文光讲师与张亚洲副研究员为共同通讯作者，硕士研究生殷梦蝶为第一作者，叶垚君、刘欣、熊婉吟、刘世简及孙航院士参与该研究。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金联合基金重点项目、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、云南省重点研发计划、云南省应用基础研究项目等项目的资助。

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图1 该研究实验设计流程

图2 全球变化情景下真菌和细菌网络的差异响应