氮沉降是目前全球變化的重要影響因素之一，有研究預測在未來的幾十年內陸地表面的活性氮沉降量還會不斷的增加。通過野外和室內模擬氮沉降的手段，科學家對氮沉降增加后陸地生態系統的養分循環、植物生產力、植物多樣性、以及微生物生物量的變化有了一定認識。近些年隨著微生物測序技術和儀器的不斷發展，使得測定土壤微生物的多樣性變得更加高效、經濟，為在全球范圍內研究氮沉降對微生物多樣性的影響提供可能性。
已有研究發現氮沉降對植物的生產力的影響與植物多樣性的變化有顯著關系，那么氮沉降對微生物生物量的影響是否與微生物多樣性的改變有關系呢？基于此，中國科學院沈陽應用生態研究所生物地球化學組王超博士及其合作者，通過整理全球198個施氮模擬實驗樣點的土壤微生物多樣性數據，包括171個Shannon指數和102個Chao1指數，分析氮添加后細菌和真菌多樣性的變化及與微生物生物量變化的關系，結果發現：1）氮增加顯著降低了細菌和真菌的Shannon和Chao1指數；2）氮增加顯著降低了酸桿菌門（Acidobacteria）和硝化螺旋菌門（Nitrospirae）微生物的相對多樣性；3）氮增加情況下，土壤微生物生物量的降低與多樣性的降低呈現顯著正相關性；4）氮增加情況下，土壤養分變化而非pH值的變化是影響微生物多樣性變化的主要因素。本研究揭示了氮沉降增加使得微生物生物量降低的根本原因，為全面理解氮沉降對陸地植物-土壤-微生物間養分循環及生態系統功能提供有力的理論支持。
上述研究成果以“Decreasing soil microbial diversity is associated with decreasing microbial biomass under nitrogen addition”發表在土壤學期刊Soil Biology and Biochemistry上。王超和劉冬偉博士為共同第一作者，白娥研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃 、國家自然科學基金、中國科學院前沿科學重點研究項目和中國科學院青年創新促進會的支持。
圖1. 氮增加對土壤細菌和真菌Shannon指數和Chao1指數的影響
圖2. 氮增加對土壤細菌和真菌門水平物種相對多樣性的影響
圖3. 氮增加對土壤微生物多樣性的改變與微生物生物量改變的關系
