塔里沙漠公路人工防护林是极端条件下的脆弱生态系统，其土壤极为贫瘠、生物活性低、且面临因长期滴灌导致的盐渍化胁迫。土壤微生物群落作为最主要分解者，在物质循环和植物养分供应中发挥核心作用，土壤微生物群落的稳定对保障沙漠公路防护林可持续性具有十分重要的意义。本文利用塔里木沙漠公路防护林北缘至中部，沿着垂直和水平空间的土壤盐分梯度，探究了土壤细菌群落、真菌群落的稳定性特征及其对土壤盐分增加的响应。结果发现：长期咸水灌溉引起的土壤盐渍化并未显著改变细菌群落的稳定性，相比之下，真菌群落出人意料地比细菌群落更加稳定。
群落稳定性是指在扰动条件下群落抵御物种消失影响、维持自身结构稳定的能力。群落中物种可通过捕食、竞争、共生等关系关联形成网络。群落中某一物种的数量变化可经由这些相互关系影响其它物种，乃至整个群落。在干旱区，咸水灌溉和气候变化等引起的土壤盐渍化等环境胁迫日趋严峻，改变物种间的相互作用关系，导致群落内物种为生存牺牲部分功能、物种间采取相近的生存策略，不利于群落抵御环境的扰动。因此，明确微生物群落稳定性对土壤盐渍化的响应规律，对如何保护环境胁迫下的土壤生物多样性具有重要意义。
网络分析，以节点为物种、以边为相互作用，为评估土壤盐渍化对微生物群落稳定性的影响提供了一种有效解决方法。网络拓扑结构特征常用于表征和量化评价微生物群落对外界环境扰动时维持自身稳定性的能力，如模块性（modularity）、负正凝聚力比（negative:positive cohesion）、冗余值（robustness)、连通度（connectivity）和嵌套性（nestedness）。具有高模块性的群落往往更稳定，它可以将物种种群数量变化的影响局限于该物种所在的模块内部。具有高负/正凝聚力比的群落往往更加稳定，因为互利作用可以引发多个物种的串联反应，而竞争作用可以降低群落内种间依赖的级连性。
在本研究中，我们构建了20组土壤细菌和真菌群落的网络，分析了沿土壤盐度梯度，网络模块性和负/正凝聚力比的空间变异性及其对土壤盐渍化的响应。结果显示，土壤盐渍化并未破坏细菌群落的稳定。随着土壤盐分的增加，细菌类群之间的相互作用并没有更加趋同、也未增加互利性相互作用的比例。相比之下，真菌群落随着土壤盐渍化表现出更大的模块性和负/正凝聚力比的增幅，并且出人意料地比细菌群落更加稳定。这些结果拓宽了关于土壤微生物群种间相互作用对盐渍化响应的认知，并证实了盐渍化下真菌群落的稳定性。
作者及团队介绍
林力涛（第一作者），中国农业科学院博士后，研究方向为土壤微生物生态学。
冯文婷（通讯作者），中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员。课题组聚焦于干旱区土壤有机碳和无机碳变化的矿物和微生物控制机制。研究成果发表于Glob. Chan. Bio., Soil Bio. Biochem., Biogochemistry等学术期刊。