研究地上-地下生物群落多样性关系，对于我们理解生态系统多样性维持机制和结构稳定性具有重要意义，因此地上-地下生物多样性关联成为近十年来生态学的研究热点之一。然而，以往研究大多仅仅关注地上-地下群落alpha-多样性的关系，且局限于根际微生物和个别植被物种的联系。由于缺少在同一样地采集的地上和地下生物群落结构组成信息，在群落水平上系统研究地上植被和土壤微生物之间alpha-多样性和beta-多样性的生态关联还鲜见报道。
中国科学院沈阳应用生态研究所李慧研究员与俄克拉荷马大学环境基因组研究所周集中教授的科研团队合作，依托位于内蒙古多伦县野外长期氮水添加草地实验平台，系统分析了地上植被和地下微生物群落的alpha-多样性和beta-多样性的关系。通过细菌16S rRNA基因高通量测序和功能基因芯片技术解析微生物群落结构组成和功能基因组成。对植被群落组成的计算除了沿用传统的“物种组成”，本研究还提出的“生物量组成”的概念，即涵盖每个物种生物量的信息。研究结果表明，细菌alpha-多样性（包括丰富度和香侬指数）与植被物种丰富度和香侬指数成呈显著正相关；而功能基因alpha-多样性仅与地上植被总生物量有弱相关关系。以16S rRNA基因数据计算的微生物beta-多样性与地上植被“物种组成”和“生物量组成”的差异均呈显著正相关；而微生物功能基因beta-多样性仅与植被“生物量组成”的差异相关。这表明，与生态系统服务功能密切相关的土壤微生物群落代谢活性，主要受地上生物量输入到土壤中的资源差异的调控。
以上研究成果以Soil microbial beta-diversity is linked with compositional variation in aboveground plant biomass in a semi-arid grassland为题发表于Plant and Soil上(Doi: 10.1007/s11104-017-3524-2)。李慧研究员为文章的第一作者，姜勇研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划 (2016YFC0500601、2016YFC0500702 和 2016YFC0500707), 和国家自然科学基金 (41371251 和 31370009)的支持。
