大气氮沉降通常会提高陆地生态系统植物生物量，降低物种多样性。但是，氮沉降对地上植物和土壤种子库β多样性的影响是否一致尚不清楚。β多样性的变化可以由两个不同的过程引起，包括物种的替换（丰度平衡变化）和丰度差异（丰度梯度变化）。氮富集状态下确定性过程和随机性过程可能会通过物种替换与丰度差异来影响群落β多样性的响应。然而迄今为止，很少有研究同时考虑地上植物和土壤种子库群落构建对氮富集的响应及其机制。为解决上述问题，中国科学院植物研究所研究员韩兴国、东北地理与农业生态研究所研究员张红香与合作者，通过长期氮添加实验探究了温带草原地上植物和土壤种子库β多样性对氮添加量的响应。研究发现，地上植物β多样性随着氮添加量的增加先增加后降低，而土壤种子库β多样性呈线性降低。这表明氮富集条件下植物群落与土壤种子库的β多样性发生了解耦合。物种替换主要决定了地上植物和土壤种子库β多样性对氮富集的响应，并且随着氮添加量的增加，确定性过程在其中起到的调控作用越来越大。在氮富集状态下，土壤环境异质性的改变，增加的土壤无机氮含量和土壤酸化主要驱动了地上植物和土壤种子库β多样性对氮富集的差异性响应。上述研究结果表明，在全球环境变化背景下（比如氮沉降），地上和地下过程之间的解耦合效应可能会被加剧。该研究同时考虑了地上和地下生态过程的重要性，对理解氮富集条件下草原生态系统物种多样性的丢失、恢复和保护具有重要意义。相关研究成果于近日在线发表于《生态学快报》（Ecology Letters）。研究工作得到了国家自然科学基金的资助。论文链接氮添加量增加改变了地上植物和土壤种子库的群落构建模式（左图），以及地上植物和土壤种子库β多样性和β多样性标准化效应大小对氮添加量的响应模式和主要驱动因素（右图）