氮沉降增加是全球变化背景下影响陆地生态系统结构与功能的重要驱动力之一，已被证实可显著改变植物群落组成并威胁生物多样性。然而，作为草地生态系统关键组成部分的地下生物群落，其对长期氮富集的响应过程及其与地上植物群落之间的协同或解耦关系，仍缺乏系统认识。
中国科学院植物研究所北方草地生态学与可持续发展研究团队依托内蒙古典型草甸草原连续10年的氮添加控制实验，系统比较了植物群落与土壤线虫群落在长期氮富集条件下的多样性变化、功能群响应及群落构建机制，揭示了草地地上与地下生物多样性对氮富集的显著不同步响应模式。
研究发现，随着氮添加水平和实验年限的增加，植物物种多样性持续下降且呈明显的时间累积效应，这种下降主要由物种快速丧失驱动，尤以杂类草最为敏感。相较之下，土壤线虫多样性对氮富集表现出阈值型响应特征：在较低氮添加水平下多样性迅速下降，但在更高氮水平下趋于稳定，且该响应模式并未随实验年限显著加剧。进一步分析表明，植物群落多样性下降主要源于氮富集强化了优势种的竞争排他作用，导致群落优势度持续升高；而线虫群落则通过不同属和不同营养功能类群之间的补偿性替代维持了整体多样性的相对稳定，表现出更强的结构重组能力和时间尺度上的韧性。不同营养级线虫类群对氮富集的敏感性存在显著差异，其中食细菌线虫和捕食–杂食性线虫受负面影响最为明显。
该研究从地上–地下耦合视角出发，揭示了长期氮富集条件下草地生态系统中植物与土壤动物群落在多样性变化机制上的根本差异，表明仅基于地上植被响应可能低估或误判氮沉降对生态系统整体生物多样性的影响。相关结果强调，在评估全球变化驱动下生态系统结构与功能演变时，有必要同时纳入地上与地下多营养级生物群落的响应过程。
该研究成果于2月17日发表在国际学术期刊Ecological Applications。植物所已毕业博士研究生吕若菲为论文第一作者，魏存争副研究员为通讯作者。河北大学、中国科学院沈阳应用生态研究所、荷兰生态研究所、西班牙加迪斯大学等单位的科研人员参与了本研究。研究工作得到国家自然科学基金、华能集团总部科技项目等的资助。
https://doi.org/10.1002/eap.70173
（植被与环境变化实验室供稿）
氮诱导地上地下生物多样性随时间变化示意图
