在广袤的黄土高原上，矗立着一座特殊的山峰——马衔山，这座海拔3670.4米的独特地质构造不仅是区域最高峰，更是一个天然的生态实验室。随着海拔升高，温度每千米下降约6°C，降水格局改变，植被类型从草原演替为灌丛再到高寒草甸，这种“立体气候”现象为研究环境梯度对微生物的影响提供了理想条件。然而，长期以来科学家们面临一个关键难题：在如此剧烈的环境变化下，究竟哪些力量在支配着土壤微生物群落的“安家落户”？是严酷环境的选择压力（确定性过程），还是随机扩散的运气因素（随机性过程）？这个问题的答案不仅关乎微生物地理学理论的发展，更直接影响我们对气候变化下高山生态系统功能的预测能力。

中国科学院西北生态环境资源研究院的科研团队在马衔山东坡沿海拔2600-3670米范围内，设置了包含高山草原(AG)、亚高山灌丛(SS)、高山灌丛(AS)和高寒草甸(AM)的植被带采样点（图1）。运用Illumina平台对16S rRNA基因V3-V4区和ITS1区进行高通量测序，通过β-最近分类单元指数(βNTI)和Bray-Curtis相异度分析群落构建过程，结合偏最小二乘路径模型(PLS-PM)解析环境驱动机制。

研究发现，细菌和真菌群落的α多样性指数沿海拔梯度和不同土层及其交互作用下未出现显著差异。随着地理距离的增加，微生物群落结构相似度逐渐降低，细菌群落表现出较大的群落结构分化，而真菌群落结构分化较小。变形菌门（Proteobacteria）和酸性菌门（Acidobacteriota）相对丰度随海拔升高基本不变，而放线菌门（Actinobacteriota）的相对丰度随海拔升高显著降低。担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度随海拔升高逐渐降低，而孢霉门（Mortierellomycota）的相对丰度随海拔升高逐渐增加。确定性过程和随机过程共同驱动土壤真菌群落构建(确定性过程占53.4%，随机过程占46.6%)；表层土壤真菌更多受随机过程控制，底层土壤真菌更多受确定性过程控制，导致在高海拔地区发生漂移和异质选择。

该项研究首次系统阐明了黄土高原高山生态系统微生物海拔分布的双重调控机制。细菌如同“环境哨兵”其分布严格遵循环境筛选规则；真菌则像“机会主义者”，既受环境制约又保留随机扩散能力。这种差异可能源于真菌菌丝网络增强的扩散能力和功能冗余特性。研究创新性地发现亚表层土壤微生物构建过程与表层的分异规律，为理解垂直空间微生物分布提供了新视角。在全球变暖背景下，该成果对预测高山微生物功能群演替、评估碳氮循环响应具有重要价值，也为山地生态保护政策的制定提供了科学依据。

该成果以Distinct Assembly Patterns of Soil Bacterial and Fungal Communities along Altitudinal Gradients in the Loess Plateau's Highest Mountain为题在线发表在传统生物学期刊Microbial Ecology。西北研究院奈曼沙漠化研究站研究生姚博为第一作者，王旭洋副研究员为通讯作者。该研究得到甘肃省科技计划项目和中国科学院青年促进会人才项目资助。

          文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00248-025-02528-x

图1 马衔山海拔梯度植被垂直带谱