荒漠生態系統作為地球上脆弱但重要的生境之一，其穩定性與恢復力機制已成為當前生態學研究的焦點。此前研究從植物適應策略或土壤微生物過程等單一生物組分入手，不足以揭示植物與微生物如何作為一個整體協同響應和適應氣候變化。二者之間的互饋機制及其對生態系統功能的長期影響，尤其在極端氣候事件頻發的條件下，仍是亟待闡明的科學難題。
中國科學院新疆生態與地理研究所研究團隊，通過系統整合微生物生態學與植物功能性狀研究的最新進展，提出了一個耦合微生物遺留效應與植物功能性狀協調的機理框架，為理解與預測荒漠生態系統應對氣候變化的適應能力提供了全新視角。
研究闡明，荒漠土壤微生物不僅是驅動養分循環和土壤碳穩定的關鍵力量，還能通過“生態記憶”保存并傳遞歷史上氣候擾動，如干旱、熱浪等的影響，形成所謂的微生物遺留效應，持續調控土壤資源有效性、微生物網絡結構及生物地球化學過程。與此同時，荒漠植物則演化出一系列高度協調的功能性狀組合，以應對極端環境壓力，如深根系、高水分利用效率和耐熱光合途徑等。研究進一步揭示，植物與微生物之間存在著密切的互饋關系：植物通過根系分泌物、凋落物和根鞘等主動塑造根際微生物群落；而攜帶歷史脅迫記憶的微生物遺留效應，則能顯著調節植物的養分吸收、抗旱能力及擾動后恢復潛力。二者之間形成的動態反饋環，在適度干擾下可增強系統恢復力，但在持續或復合脅迫下，也可能發生逆轉，導致生態系統功能退化。
該研究不僅構建了一個整合地下與地上過程的機理框架，豐富了對荒漠生態系統韌性的理論認知，也為生態系統的保護、恢復與適應性管理提供了關鍵的科學依據。
相關研究成果以Resilience and Adaptation in Desert Ecosystems: Unveiling Microbial Legacies and Plant Functional Trait Coordination Under Climate Change為題，發表于Global Change Biology。研究工作得到國家自然科學基金、新疆維吾爾自治區“天山英才”培養計劃等的支持。