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陆地生态系统受到各种人类驱动的环境变化的深刻影响，如气候变暖、二氧化碳浓度升高、大气氮沉降增加和降水模式改变。这些全球变化因子(GCFs)不仅改变了非生物环境，而且影响了生态系统的结构和功能。这些影响在很大程度上取决于地上和地下的生物成分。地上的植物提供必要的资源，如有机碳，这对地下的分解生物和与根有关的生物的功能至关重要。反过来，分解者分解死亡的植物物质，影响养分有效性、植物生长和群落组成。在过去的几十年里，为了模拟和更好地预测气候变化对陆地生态系统的影响，在世界范围内进行了许多全球变化实验。虽然这些实验已经揭示了GCFs对地上或地下生态系统的显著影响，但对地上和地下生态系统的综合影响在很大程度上被忽视了。因此，迫切需要整合地上和地下生态系统对GCFs的敏感性，以准确预测未来全球环境变化的后果。
基于此，方精云院士团队通过对全球1166篇陆地生态系统文献中13209个单次观测数据和3223个配对观测数据的综合分析，以量化不同生物群系中植物（生物量和多样性）和土壤生物群（生物量、多样性和丰度）对GCFs的响应（图1）。研究发现，GCFs总体上促进了植物生物量的增加，但降低了植物物种多样性。相比之下，地下土壤生物群对GCFs的响应变化更大，更难以预测。对地上和地下观测数据的分析表明，植物和土壤生物对GCFs的响应在不同生物群系的不同土壤生物群之间是解耦的。本研究强调了地上-地下系统综合研究对于改善全球环境变化后果预测的重要性。
图1全球森林、草原和农田中植物和地下土壤生物对GCFs响应的概念框架
图2物种丰富度对年度生物多样性影响的影响
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https://doi.org/10.1038/s41467-024-54304-z