陆地生态系统受到人类驱动的环境变化所引起的深刻影响，如气候变暖、二氧化碳浓度升高、大气氮沉降增加和降水格局改变。这些全球变化因子(GCFs)不仅改变了非生物环境，而且影响了生态系统的结构和功能。这些影响在很大程度上取决于地上和地下的生物各组分。在过去的几十年里，为了模拟和更好地预测气候变化对陆地生态系统的影响，在世界范围内进行了许多全球变化实验。虽然这些实验已经揭示了GCFs对地上或地下生态系统的影响，但对地上和地下生态系统的综合影响在很大程度上被忽视了。因此，迫切需要整合地上和地下生态系统对GCFs的敏感性，以准确预测未来全球环境变化导致的后果。

基于以上背景，北京大学城市与环境学院方精云院士团队通过对全球1166篇陆地生态系统文献中13209个单次观测数据和3223个配对观测数据的综合分析，以量化不同生物群系中植物和土壤生物类群对GCFs的响应（图1）。研究发现，GCFs总体上促进了植物生物量的增加，但降低了植物物种多样性（图2）。

图1 全球森林、草原和农田中植物和地下土壤生物对GCFs响应的概念框架

图2 全球森林、草地和农田中植物和土壤生物属性对 GCF 的响应

相比之下，地下土壤生物群对GCFs的响应变化更大，更加难以预测。对地上和地下观测数据的分析表明，植物和土壤生物对GCFs的响应在不同生物群系的不同土壤生物群之间是解耦的（图3）。本研究强调了地上-地下系统综合研究对于改善全球环境变化后果预测的重要性。

图 3 植物和土壤生物对GCFs的响应整体关系

以上研究以“Decoupled responses of plants and soil biota to global change across the world’s land ecosystems”为题目发表在Nature Communications 杂志上(https://www.nature.com/articles/s41467-024-54304-z)。北京大学城市与环境学院方精云院士为论文通讯作者，课题组博士后俞庆水和博士生何晨琪为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金基础科学中心项目资助。