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本研究通过分析全球4090个森林样地数据，揭示了外生菌根(EcM)树木比例与树种丰富度的关系随纬度和干旱梯度变化的规律：在低纬湿润区呈负相关，支持EcM优势假说；在高纬干旱区呈单峰曲线，支持菌根混合假说。该研究首次在全球尺度验证了菌根类型通过调控植物-土壤反馈影响树种多样性的环境依赖性机制，为理解森林生物多样性维持提供了地下互作视角，成果发表于《Science Advances》。
森林作为陆地生态系统最重要的碳汇和生物多样性宝库，正面临气候变化和人类活动的双重威胁。然而，关于森林树种多样性维持机制的研究长期聚焦于地上因素，对地下微生物互作特别是菌根共生这一普遍存在的互利关系关注不足。传统理论认为外生菌根(EcM)真菌通过减轻宿主特异性病原体的负密度制约效应，可能降低群落多样性（EcM优势假说），但近年区域研究却发现在温带森林中EcM与丛枝菌根(AM)树种混合共存反而促进多样性（菌根混合假说）。这两种看似矛盾的理论如何在全球尺度上协调？环境梯度又如何影响菌根-多样性关系？这些问题的解答对理解森林生态系统功能和保护至关重要。
研究人员利用全球森林生物多样性倡议(GFBI)的442,384个样地数据，经标准化抽样获得4090个代表性样点，覆盖热带至寒带森林。通过整合FungalRoot数据库的菌根类型信息，结合气候、土壤和地形因子，采用广义线性模型、随机森林和结构方程模型等多维统计方法，解析了EcM树木比例与树种丰富度的非线性关系及其环境依赖性。主要技术包括：(1)全球森林样地标准化抽样与菌根类型鉴定；(2)环境因子空间插值提取；(3)考虑空间自相关的负二项回归模型；(4)基于机器学习的变量重要性评估；(5)路径分析揭示直接/间接效应。
【RESULTS】部分揭示：
纬度与干旱梯度调控EcM-多样性关系：在低纬湿润区（如热带），EcM比例与树种丰富度呈显著负相关（斜率-1.58），支持EcM优势假说；而在高纬干旱区（如寒带），二者呈单峰曲线关系（线性项13.05，二次项-8.63），峰值出现在混合菌根群落，支持菌根混合假说。这种转变可能与低纬区更强的负生物互作（如病原体压力）有关，EcM真菌通过特异性互作减轻负密度制约，导致单优种占优。
菌根类型重要性随环境变化：随机森林显示EcM比例对树种丰富度的解释力从热带到寒带递增，在寒带仅次于温度。结构方程模型证实温度通过降低EcM比例间接促进多样性（路径系数-0.32），而土壤氮在热带通过负向调节EcM比例（-0.41）产生间接正效应。
生态过程与物种库协同作用：热带EcM树种较少可能源于正植物-土壤反馈形成的单优种格局，而高纬区AM树种减少使混合群落多样性最高。环境胁迫（低温/干旱）削弱负密度制约，使菌根类型间的资源分配（如EcM获取有机氮、AM吸收无机氮）成为多样性维持关键。
【DISCUSSION】部分强调：
该研究创新性地将EcM优势假说与菌根混合假说统一为环境依赖的整合框架：在强生物互作区（低纬湿润），EcM通过减轻负密度制约降低多样性；在环境胁迫区（高纬干旱），EcM与AM树种的生态位分化促进共存。这一发现拓展了经典物种共存理论，揭示地下互作网络是理解全球生物多样性格局不可忽视的维度。实践层面，研究为气候变化下森林恢复的树种配置提供理论依据——在热带应避免EcM树种单一化，而在寒带需维持菌根类型多样性以增强生态系统韧性。
发表于《Science Advances》的这项研究，通过全球数据网络与多尺度分析方法，首次系统阐明了菌根共生影响树种多样性的生物地理格局，为"微生物-植物-环境"三位一体的生态理论构建奠定基石。未来研究需结合动态监测与操控实验，进一步解析菌根真菌功能性状（如宿主特异性、酶活性）在多样性维持中的具体作用机制。
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