在過(guò)去幾十年中，微生物多樣性的空間格局在區(qū)域、大洲甚至全球尺度上已開(kāi)展了廣泛研究，盡管大量證據(jù)表明多數(shù)微生物物種也具有與大型生物相似的生物地理格局，但是人們對(duì)于驅(qū)動(dòng)微生物生物地理格局的重要生態(tài)學(xué)過(guò)程還亟待探究。距離-衰減格局是自然界最普遍和重要的生物多樣性格局之一，由于其對(duì)關(guān)鍵生態(tài)學(xué)過(guò)程的敏感性，是驗(yàn)證生態(tài)學(xué)理論和機(jī)理的重要手段。已有研究發(fā)現(xiàn)在不同生境和物種分類(lèi)水平上，細(xì)菌均呈現(xiàn)顯著的距離-衰減關(guān)系，這種多樣性格局的產(chǎn)生一般歸因于兩種機(jī)制，即基于生態(tài)位理論的確定性過(guò)程和基于中性理論的隨機(jī)過(guò)程。
Vellend于2010年提出了用于解釋生物多樣性格局的一種新的群落生態(tài)學(xué)理論，認(rèn)為物種多樣性和組成格局主要由四個(gè)過(guò)程影響（selection，dispersal，drift and speciation），這一理論集成了以往關(guān)于群落生態(tài)學(xué)研究的理論模型，將物種多樣性格局的形成歸因于這四個(gè)過(guò)程之一或者聯(lián)合作用。
基于這一理論框架，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所生態(tài)化學(xué)計(jì)量組王曉波博士依托我國(guó)北方草地干旱區(qū)約4000km的東西樣帶調(diào)查，系統(tǒng)比較了545個(gè)取樣點(diǎn)所覆蓋的四個(gè)不同生境類(lèi)型（高寒草原、荒漠、荒漠草原和典型草原）的土壤細(xì)菌（分別以97% 和 99% 的物種分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)）距離-衰減格局、以及地理距離vs. 環(huán)境因素的相對(duì)貢獻(xiàn)差異，探討了不同過(guò)程的相對(duì)重要性與細(xì)菌多樣性格局的聯(lián)系。
結(jié)果表明：（1）細(xì)菌群落和主要優(yōu)勢(shì)類(lèi)群在生境內(nèi)均呈現(xiàn)顯著的距離-衰減關(guān)系，但生境間距離-衰減曲線(xiàn)的斜率和常數(shù)不同，細(xì)菌beta多樣性格局及其地理距離和環(huán)境因素的相對(duì)重要性都具有明顯的生境特異性。（2）細(xì)菌主要優(yōu)勢(shì)屬豐度及其分布在不同生境間也具有顯著的差異性。（3）生境特異性的細(xì)菌多樣性格局和驅(qū)動(dòng)因素即使在相似的生境空間尺度下依然存在。（4）高寒草原細(xì)菌具有較高的距離-衰減率，由強(qiáng)的環(huán)境異質(zhì)性驅(qū)動(dòng)，選擇過(guò)程因而對(duì)細(xì)菌多樣性格局起支配作用；荒漠生境細(xì)菌只受到地理距離的影響，受到明顯的擴(kuò)散限制，因此主要受隨機(jī)擴(kuò)散和漂變過(guò)程的影響；荒漠草原和典型草原細(xì)菌未受到明顯的擴(kuò)散限制；選擇過(guò)程可能是驅(qū)動(dòng)干旱區(qū)草地微生物多樣性格局的重要機(jī)制。
該研究成果以“Habitat-specific patterns and drivers of bacterial -diversity in China’s drylands”為標(biāo)題被Nature出版集團(tuán)旗下子刊、國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)頂級(jí)期刊The ISME Journal 于2017年3月10日在線(xiàn)發(fā)表，通訊作者為韓興國(guó)研究員。
該研究工作主要得到了中科院先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
圖S1：我國(guó)北方干旱區(qū)草地61個(gè)取樣點(diǎn)及其生境劃分
圖1. 四個(gè)不同生境和整個(gè)研究區(qū)域的細(xì)菌群落距離-衰減關(guān)系
圖2. 細(xì)菌24個(gè)優(yōu)勢(shì)屬在四個(gè)不同生境中的豐度和分布
圖3. 細(xì)菌12個(gè)優(yōu)勢(shì)屬相對(duì)豐度在沿不同生境的變化
