高山生态系统位于高海拔树线之上，环境严酷，土壤发育缓慢，微生物在其中主导养分循环过程。土壤微生物生物量（SMB），尤其是微生物生物量碳（MBC）和微生物生物量氮（MBN），是碳储库和养分有效性的关键指标。然而，以往关于SMB随海拔变化的研究多集中于单一山地，结论相互矛盾，缺乏跨纬度和气候带的系统性研究，也未能区分树线上下不同植被带对微生物分布的差异化影响。

本研究旨在揭示中国覆盖温带大陆性、温带季风性、亚热带季风性、高原山地气候等四个主要气候区的七座山地中，SMB沿海拔梯度的生物地理分布格局，并量化气候、植被、土壤性质和地形等局部环境因子与区域环境因子（温度、降水等）对SMB及其真菌/细菌比率的相对影响。研究假设：（1）林线上下SMB分布模式不同；（2）局部环境因子（如植被、土壤、地形）对SMB的影响强于区域气候因子。

本研究发现SMB在林线附近达到峰值，呈“单峰”分布格局，林线成为微生物生物量变化的关键阈值。该格局与植物功能性状（如比叶面积、株高）的突变一致。在阈值以上，降水、土壤养分和水分是主要驱动因子；在阈值以下，土壤pH作用突出。局部环境因子（尤其是土壤和植被）对SMB的解释力普遍高于区域气候因子，且SMB对环境的敏感性在局地尺度（同一山地内）显著强于区域尺度（不同山地间）。研究强调，区分林线上下生态系统是理解高山土壤微生物分布规律的关键，为预测气候变暖与降水格局变化下高山生态系统碳氮循环提供了关键科学依据。

研究成果以“Biogeographic Patterns of Soil Microbial Biomass in Alpine Ecosystems”为题，发表于《Global Ecology and Biogeography》期刊。已毕业博士生王堃玮和神祥金研究员为论文共同第一作者，宗盛伟教授为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金和吉林省自然科学基金的支持。

图1 研究区及采样设计

图2 土壤微生物生物量（SMB）及微生物生物量碳（MBC）和氮（MBN）对数转换后的分布模式沿海拔梯度变化

图3 基于线性混合效应模型和优势分析方差分割的结果，在海拔阈值以下和以上，对土壤微生物生物量（SMB）、土壤微生物生物量碳（MBC）和土壤微生物生物量氮（MBN）进行环境变量参数估计

图4 各环境因子与土壤微生物生物量（SMB）、土壤微生物生物量碳（MBC）、土壤微生物生物量氮（MBN）和真菌与细菌之比（F/B）在单个山地样带内和同等海拔山地间的优势分析方差分割结果

图5 土壤微生物生物量（SMB）与气候和土壤性质等环境变量之间的斜率差异