了解控制生物群落聚集的原理及其对土壤生物地球化学循环的影响对于预测生态系统对全球气候变化的响应至关重要。群落组装、确定性和随机性的基本过程在物种组成和生态系统功能中同时共存（ISME 高引文章 | 土壤pH介导细菌随机性与确定性组装过程之间的平衡；GCB最新 | 冻土融化过程土壤微生物群落组装(确定与随机过程)及其对气候的反馈；SBB | 于贵瑞院士等：降水调节草地土壤细菌群落组装的确定和随机过程；GCB 最新 | 增温对森林土壤细菌与真菌群落结构与组装过程的差异影响）。确定性表明，选择是塑造土壤微生物组的主要力量，包括环境过滤和物种相互作用，而随机性则强调分散事件和随机漂移。目前，在农业生态系统中，随机和确定性过程对群落聚集的贡献程度仍是一个有待商榷的问题。施肥是一种常见的农业管理措施，通过改变土壤特征影响生物群落聚集模式。长期缺磷施肥通过改变土壤氮磷或碳磷比例来改变微生物群落。相比之下，平衡施肥被认为是改善细菌多样性、酶活性、土壤质量和作物产量的有益策略，这与微生物群落的随机过程有关。关于施肥引起的环境变化对土壤生物群落组装过程影响的研究主要集中在单个细菌或真菌群落上。而土壤原生生物和线虫作为自上而下的调控者，在调节微生物群落结构和生态系统功能中起着至关重要的作用。因此，有必要考虑不同的生物类群，以了解人为环境变化如何影响土壤微生物(包括细菌、真菌和原生生物)和微型动物(线虫)的组装过程。

基于此，南京土壤所张佳宝院士团队使用了一系列跨越25年的长期实验，利用高通量测序来探索细菌，真菌，原生生物和线虫群落的组装过程。利用基于geochip的功能基因图谱，通过与碳、氮、磷和硫循环相关的微生物基因丰度来表征土壤微生物功能潜力，并确定微生物群体的组装过程如何通过群落多样性和网络稳定性调节土壤微生物功能潜力。结果表明，与缺磷施肥(NK)处理相比，平衡施肥(NPK)处理改善了细菌、真菌和原生生物群落的随机组合。不同施肥方式下线虫群落的归一化随机比均无显著增加。研究结果表明，土壤环境因子影响了生物群落的组装过程，并通过双重机制调节了土壤微生物的功能潜能。一种机制表明，高磷水平和低土壤养分化学计量量可能增加NPK处理下细菌、真菌和原生生物群落的随机性和线虫群落的确定性，最终通过增强生物群落网络的稳定性来增强土壤微生物功能潜力。另一机制表明，低磷水平和高土壤养分化学计量量可能增加了NK处理下细菌群落的随机过程和真菌、原生生物和线虫群落的确定性，从而通过提高生物群落的β-多样性来增强土壤微生物功能潜力。综上所述，这些结果为调节生态系统功能的生物群落组装过程的潜在机制提供了有价值的见解。

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https://doi.org/10.1111/gcb.17160