日前，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院周集中研究團(tuán)隊(duì)與中科院生態(tài)環(huán)境研究中心鄧曄研究員等學(xué)者合作，發(fā)現(xiàn)了全球氣候變暖背景下森林土壤微生物多樣性受溫度調(diào)控的規(guī)律。相關(guān)成果發(fā)布于《自然—通訊》。

生態(tài)代謝理論從反映化學(xué)反應(yīng)速率的阿倫尼烏斯公式出發(fā)，預(yù)測升溫可加快物種代謝和分化，使得物種多樣性與環(huán)境溫度形成指數(shù)性上升關(guān)系。這一理論在動植物學(xué)研究中得到了證明，但對于微生物的適用性一直未能厘清。

周集中、鄧曄與美國科學(xué)院院士詹姆斯·布朗等人合作，利用高通量測序技術(shù)對北美大范圍的森林土壤樣品進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)森林土壤細(xì)菌、真菌、固氮菌等種群也遵循生態(tài)代謝理論。溫度是大空間尺度上最重要的調(diào)控因素，其效應(yīng)要強(qiáng)于學(xué)界普遍認(rèn)可的土壤ph值的影響。但是與植物相比，微生物受溫度的調(diào)控稍弱。另外由于受土壤異質(zhì)性的影響，在以往的實(shí)驗(yàn)中未能充分認(rèn)識到土壤微生物多樣性的調(diào)控機(jī)制。

這一發(fā)現(xiàn)不僅證明了生態(tài)代謝理論可以外延至環(huán)境微生物，說明了化學(xué)熱力學(xué)定律在物種進(jìn)化中的重要作用，而且對于預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)對氣候、環(huán)境擾動的響應(yīng)和生態(tài)保護(hù)都具有指導(dǎo)意義。