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禁牧是恢复退化草地的有效策略。由于禁牧持续时间对草地植被群落、土壤结构、生物多样性和生物地球化学过程的影响是复杂的，因此，阐明禁牧持续时间对土壤生态功能的影响对于实现草原生态系统服务至关重要。土壤微尺度结构团聚体不仅为有机碳提供物理保护，还为土壤生物提供微生境，介导生物地球化学过程。然而，土壤团聚体中微生物组及其参与养分循环的过程对长期禁牧的响应并不清楚。基于此，我们首次将土壤微尺度团聚体中微生物群落和功能与禁牧长达36年的草地养分固存和生物地球化学循环联系起来进行研究（图1）。主要研究结果如下：

土壤团聚体中微生物多样性和群落结构的变化与禁牧持续时间密切相关，且0.25-2 mm团聚体中微生物群落结构更容易受到环境因素的影响（图2）。11-26年禁牧对土壤团聚体中细菌和真菌的多样性有积极影响，然而，36年的长期禁牧大大降低微生物多样性，导致土壤团聚体中微生物优势种群从富营养型向寡营养型转变，而且伴随着真菌群落生态网络稳定性的下降（图3）。长期禁牧增加了土壤微生物病原体的丰度，却降低了真菌共生体的丰度以及自养固碳、固氮和反硝化基因的丰度。此外，微生境的环境特征改变了土壤团聚体中微生物组，对固碳作用和养分积累有很大的促进作用。总之，微生物组的研究结果表明长期禁牧会对草地地下生态服务产生负面影响，未来应选择最佳禁牧期来恢复草原生态系统功能。另外，禁牧持续时间与土壤团聚体结构之间的相互作用对草地生物地球化学循环有重大影响，有必要将土壤微尺度的微生物组纳入地球系统模型以更好预测草地生态系统服务与全球变化和干扰事件之间的反馈。

以上研究成果以“New perspectives on microbiome and nutrient sequestration in soil aggregates during long-term grazing exclusion”为题发表在生态环境领域著名期刊Global Change Biology上。中国科学院水利部水土保持研究所鞠文亮（现清华大学博士研究生）为论文第一作者，方临川研究员为通讯作者，共同作者包括德国亥姆霍兹环境研究中心Dr. Guoting Shen和Dr. Evgenia Blagodatskaya，西班牙国家研究委员会自然资源和农业生物研究所Dr. Manuel Delgado-Baquerizo和Dr. Guiyao Zhou，丹麦奥胡斯大学Dr. Ji Chen，荷兰格罗宁根大学Dr. Lei Liu，中国科学院水土保持研究所靳小莲、马登科博士和郭梁研究员，中国科学院成都山地灾害与环境研究所邴海健研究员，华中师范大学刘济副教授，华中农业大学谭文峰教授。该研究得到国家自然科学基金（32061123007，41977031）、中国科学院战略性先导科技专项（XDB40020202）和湖北省自然科学基金（2020CFA013）等资助。

论文链接: https://doi.org/10.1111/gcb.17027