草原蕴含丰富的生物多样性资源，为人类提供了多种生态服务功能。然而，人类活动导致的氮富集深刻改变着草原的生物多样性和生态系统功能。以往关于氮富集对多样性影响的研究主要集中在植物多样性的变化，对生态系统功能影响的研究则聚焦于植物生产力的响应。关于其它生物类群（如细菌、真菌、原生生物和无脊椎动物）多样性和生态系统功能（如生态系统碳吸收、土壤有机质分解和植物–微生物互作）对氮富集的响应轨迹、阈值和驱动机制，仍缺乏系统性认知。
针对上述问题，中国科学院植物研究所潘庆民研究团队基于内蒙古呼伦贝尔草原长期氮添加控制实验，揭示了草原多营养级生物多样性和生态系统功能对氮富集的响应轨迹、阈值和机制。研究发现，尽管氮富集导致植物和土壤生物类群（土壤细菌、真菌、原生生物和无脊椎动物）的多样性下降，但其响应轨迹、阈值和驱动机制均存在差异。随着氮素添加量的增加，植物多样性表现为“先降低后趋平”的响应轨迹，而土壤各生物类群多样性均表现为“先不变后降低”；因此，植物多样性开始降低的氮素阈值显著低于土壤的4个生物类群。进一步的研究发现，养分富集导致的地上光竞争加剧是植物多样性降低的主要原因，而土壤酸化是导致土壤生物多样性降低的主要因素，且不同营养级生物类群之间存在明显的级联效应。从氮富集对生态系统多项功能的影响看，植物生产力和生态系统碳吸收表现为“先增加后趋平”，植物–微生物互惠关系表现为“先降低后趋平”，而有机质分解表现为“先趋平后增加”，其对应的氮素阈值以及驱动机制也不相同。研究人员进一步通过全球92个氮素添加实验的Meta分析验证了这些结果的普适性。上述结果有助于加深关于全球氮富集对草原生态系统影响及机制的理解，也为草原生态系统养分管理提供了依据。
该成果于12月10日在线发表于国际学术期刊Communications Biology。植物所特别研究助理杨阳和已毕业博士生李阳为论文共同第一作者，潘庆民研究员与韩兴国研究员为共同通讯作者。植物所刘伟副研究员、孙佳美副研究员、王璟助理研究员和中国科学院沈阳应用生态研究所王正文研究员参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金项目的资助。
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s42003-025-09332-w
（植被与环境变化实验室供稿）
氮富集影响植物和土壤生物多样性的途径与强度
