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Yongtao Huang1†, Handan Dai2†, Shenglei Fu1, Yuhua Tan1, Die Li1, Chenlu Zhang1, Xiaowei Li1, Biao Dong1, Xiao Zhang2, 3*
摘要: 阐明大气氮沉降对森林叶际细菌的α和β多样性的影响,对于预测微生物及生态系统对未来环境变化的响应至关重要。然而,以往研究忽略了林冠的截留作用,对氮沉降影响的认识仍然十分有限。为弥补这一知识空白,我们在中国温带森林开展了长达十年的野外实验,比较林冠氮添加(CN)和林下氮添加(UN)的影响,并整合了11项叶际细菌多样性研究(其中大多数关注UN)的数据,进行了系统性的荟萃分析。结合本研究的UN实验结果与荟萃分析表明,林下施氮对叶际细菌α和β多样性的影响甚微。相比之下,林冠施氮则使α多样性显著降低了22%-30%,β多样性显著降低了8%-24%,揭示了过去未被认识到的林冠氮沉降效应。这种差异很可能源于林冠施氮中氮素能直接接触叶片并被吸收,而传统林下施氮方法无法模拟这一过程。从机制上看,林冠氮沉降通过降低比叶面积导致稀有物种丧失,从而减少α多样性;同时通过引起生境同质化、降低群落间的物种周转,削弱β多样性。这些发现提供了扎实的经验证据:植物冠层并非被动屏障,而是氮沉降的主动调控者,从根本上塑造着相关的微生物群落。忽视这一由植物介导的途径,可能会严重低估氮沉降对森林微生物群落的影响。