气候变化正在重塑全球物种分布格局，加速群落结构的重组，影响着生态系统的功能。全球变暖促进了耐高温物种生长，也降低了耐寒物种的存活能力。不同物种对温度变化的差异化响应及其复杂相互作用，使生物群落对温度变化的整体响应难以预测。

    微生物作为生态系统过程的核心驱动者，在全球生物地球化学循环中扮演关键角色。微生物群落的结构变化及其对温度变化的响应，将直接塑造生物地球化学过程，进而重构生态系统的生产力、分解速率和养分循环。深入解析微生物群落如何应对升温，有助于揭示气候变化驱动下群落重组的规律，为理解生态系统功能演变提供关键线索。然而，目前缺乏可量化微生物对环境变化响应的指标与方法，其内在调控机制也亟需揭示。

    针对上述科学问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所王建军研究团队，系统整合了青藏高原两个典型气候带（亚热带湿润区与温带干旱区）167个自然溪流生物膜样品及480个野外微宇宙实验的细菌群落数据，创新性提出了群落水平的环境响应指标（iCER），解析了微生物群落对温度变化的整体响应模式（图1）。该指标可在不同生境与气候类型之间进行直接比较，适用于跨时间、跨空间或不同环境条件的任意数据集，为微生物响应全球气候变化的量化研究提供了普适且可比较的定量方法。

    研究结果表明，在溪流和野外微宇宙实验中，不同气候带的细菌群落热响应随温度变化呈现一致格局：iCER值随温度升高显著增加（图2）。这一现象揭示了耐热型物种在较温暖地区更具优势，凸显了温度在塑造细菌群落热响应中的主导作用。进一步分析发现，微生物群落热响应对增温的敏感性受到群落特征和营养盐富集的共同影响。该温度敏感性与细菌门或纲内物种热响应的变异性呈显著正相关，热响应差异更大的类群，其丰度随温度变化也更剧烈。营养盐对群落热响应的调控作用在不同气候区表现出差异：在亚热带湿润区，营养盐富集增强了群落对增温的敏感性；而在温带干旱区则表现为减弱。这一现象表明，营养盐输入等人类活动可放大或削弱气候变暖的影响，其方向取决于群落特征与当地气候环境。

图1. 微生物群落对温度变化的响应(iCER)指标构建

图2. 溪流和微宇宙实验中细菌群落的热响应(iCER)沿温度梯度的变化

    相关研究成果近期发表在Global Ecology and Biogeography上，为准确预测微生物群落对气候变化的响应提供了新方法，也为对生态系统过程及其环境适应机制等研究提供理论基础。研究工作得到二次青藏高原科学考察计划、国家自然科学基金等项目的资助。

【文章信息】

Zhao, W., Hu, A., Soininen, J., Wang, J.* (2025). Microbial responses to temperature change mediated by nutrient enrichment. Global Ecology and Biogeography, 34(9), e70111.