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该研究以陕西洛川地区距今约50万年的黄土-古土壤序列为主要研究对象，通过整合气候代用指标、土壤养分指标以及微生物群落指标等多维度数据，系统阐述了微生物群落如何应对百年乃至万年尺度的气候变化，其遗留的“生态记忆”如何影响当下的生态系统功能，这个被“时间尺度”隐藏的关键科学问题。研究成果表明：1）氮限制主要驱动微生物百年乃至万年尺度演化，而非传统认知的有机碳。2）γ-变形菌在长期干旱下主导形成“固氮 → 完全氨氧化 → 硝酸盐还原” 高效氮循环 “短路”路径。3）微生物通过功能“专精化”和路径“短路化”，以最节能的方式维持氮循环这一生命核心过程的运转，从而稳定整个系统。成功揭示了特定微生物类群的功能性状在维持干旱土壤生态系统稳定性中的关键驱动作用，不仅为理解气候变化下生态系统响应、土壤记忆形成及未来生物地球化学循环演变提供了关键见解，也为预测干旱加剧背景下土壤氮循环演变趋势及其生态系统反馈机制提供了科学参考。

马延东副研究员与长安大学刘秀花教授（第一作者）为本文共同通讯作者，同时也是我院林业生态富民科技创新团队（国家林草局第六批林草科技创新团队）核心成员。该项研究得到陕西林业科技创新专项的重要支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s43247-025-03085-4请右键在新窗口中打开

（图文：李欢欢 审核：李衡钧 朱慧男）