青藏高原高寒草地生态系统对人为干扰极为敏感，过度放牧和工程建设常导致草地退化。草皮移植（即剥离原生草皮并异地回铺）是生态修复的关键技术，但在草皮临时堆叠存放和回铺过程中，土壤微生物功能群落的响应机制及其对生态系统多功能性的影响尚不明确，制约了恢复效果的提升。

针对这一科学问题，中国科学院成都生物研究所退化土壤生态功能恢复创新团队博士研究生李瑞轩在庞学勇研究员指导下，以青藏高原东部高寒草地为研究对象，通过高通量测序、生态网络分析及功能性状预测等技术，系统探究了草皮堆叠（分上、中、下三层）与回铺过程中微生物功能群落的演变规律及其驱动机制。研究发现：（1）草皮堆叠显著削弱土壤多功能性：堆叠草皮的土壤资源（如溶解性有机碳、氮）、酶活性及微生物生物量较自然草地下降，其中底层草皮因缺氧和资源限制受损最严重（微生物生物量碳降低66%），且微生物生态位宽度扩大与重叠加剧，反映竞争压力增强。（2）微生物功能性状主导恢复进程：与传统认知相反，微生物分类多样性并非多功能性的关键驱动因子。细菌的"资源获取策略"（A策略，如胞外酶合成）与多功能性呈正相关，而真菌功能群（腐生菌、病原菌）的冗余则抑制功能恢复。回铺后仅表层草皮因接近大气环境及根系分泌物作用，细菌A策略部分恢复，带动多功能性提升。（3）植被-微生物互作强化恢复效果：回铺草皮表层的植物多样性（香农指数恢复至2.5）和主根生物量与土壤多功能性呈显著正反馈（R²=0.6–0.7），证实植物通过调控微生物生态位分配促进生态系统功能修复。该研究揭示了高寒草地恢复中微生物功能性状（而非多样性）的核心作用，提出优化草皮移植技术的关键措施，如限制堆叠高度（减轻底层缺氧）、缩短堆存时间、强化表层微生物A策略功能，为提升高寒生态系统恢复效率提供了新思路。

相关研究结果于近日以“ Microbial functional groups govern soil multifunctionality during alpine grassland restoration via turf transplantation”为题，发表于经典期刊Catena上。成都生物研究所博士研究生李瑞轩为论文第一作者，庞学勇研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和西藏自治区科技项目等联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109269

图1 堆叠草皮和回铺草皮对土壤多功能性的影响

图2 堆叠草皮和回铺草皮与细菌和真菌在门水平上的关系。堆叠草皮中细菌的相对丰度（a）和回铺草皮中细菌的相对丰度（b）。堆叠草皮中真菌的相对丰度（c）和回铺草皮中真菌的相对丰度（d）

图3 堆叠草皮和回铺草皮中微生物功能特征的变化

图4 由微生物生态位控制的微生物功能群对回铺草皮中土壤多功能性的影响