重点实验室肖春旺教授团队在生态学国际顶级期刊Global Change Biology（IF=11.6）在线发表了题为“Divergent rhizosphere and non-rhizosphere soil microbial structure and function in long-term warmed steppe due to altered root exudation”的研究论文，这是重点实验室向2024年最好的新年献礼。该研究阐明了长期增温导致温带草原根系分泌物的变化进而造成根际和非根际土壤微生物结构与功能显著差异，并探讨了长期增温对根际和非根际土壤碳氮代谢影响机制。

全球气候变暖是不争的事实，其对陆地生态系统物质循环过程的影响是多维度的，包括对植物生产力、根系分泌物及土壤微生物参与的地下碳氮循环均产生了重要的影响。目前大量的研究主要集中在增温对土壤微生物的影响，但是关于增温对根际和非根际土壤微生物的群落结构及碳氮代谢功能的影响，以及根系分泌物在此影响过程中的作用仍不太清楚。这阻碍了我们对根系分泌物和土壤微生物主导的地下生态过程及其对气候变暖的响应和机制的理解。

基于此，2018-2021年肖春旺教授团队利用中央民族大学呼伦湖保护区草原生态试验站开展了为期4年的野外增温实验，采用OTC装置模拟生长季增温实验（4年期间土壤5 cm处增温幅度为1.1℃），探究了增温对温带草原根际和非根际土壤微生物群落多样性和组成的影响，分别通过对植物根系分泌物速率与成分和土壤可溶性有机碳含量和成分的研究去阐明根际区和非根际区土壤微生物群落结构与功能及碳氮代谢基因的变化。研究结果表明：在非根际区，增温没有显著影响土壤可溶性有机碳含量和成分、土壤微生物多样性和群落组成、以及与碳氮代谢相关的土壤微生物功能基因（图1def；图2和3），但明显增加了土壤细菌和真菌的网络结构复杂性（图2）。而在根际区，增温明显降低了建群种克氏针茅植物的根系分泌物碳速率和成分的相对丰度（主要包括乙醇、辅酶和维生素及类苯基丙烷等成分）（图1abc），进而改变了土壤微生物多样性和群落组成，导致降低了根际区土壤细菌和真菌网络结构的复杂性（图2），并最终造成了与碳氮代谢相关的土壤微生物功能基因的降低（图3）。有趣的是，我们发现真菌群落以及它们对增温的响应是影响根际和非根际区与碳氮代谢相关的土壤微生物功能基因变化的主要因素（图4）。我们的研究对于未来预测气候变暖对陆地生态系统碳循环的影响具有重要理论意义，也为地球系统模型的优化提供了科学依据。

重点实验室为该文第一署名单位，中央民族大学已毕业的2019级博士研究生于洋博士为论文第一作者，肖春旺教授为该文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目等资助。

图1 增温对根际根系分泌物和非根际土壤可溶性有机碳的影响

图2 增温对根际和非根际土壤细菌真菌群落结构和组成的影响

图3 增温对根际和非根际土壤碳氮代谢相关基因的影响

图4 增温对根际区及非根际区土壤碳氮代谢相关基因的影响机制