多样性的幻象：采样设计导致对土壤细菌丰富度的估计相互矛盾

土壤微生物多样性受群落采样空间尺度的塑造，然而标准采样实践往往会将样品均质化，从而掩盖细尺度的空间结构和多样性格局。为更好地理解采样强度、空间范围和物理均质化如何影响样地尺度微生物丰富度的估计，我们在德国三个地区的57个森林和草地样地中，采用由14个钻芯组成的十字样带设计进行采样，并开展了16S rRNA基因宏条形码测序。我们模拟了不同采样强度和一系列空间范围，并将多样性估计结果与物理均质化混合样品所得结果进行比较。 样地尺度丰富度随着采样强度和空间范围的增加而持续上升，且没有出现饱和的证据。然而，在测序深度保持恒定时，采样完整性随着采样强度的增加而下降，这意味着更多的多样性并未被捕获。混合样品显著低估了样地尺度的丰富度，并改变了生态系统间表观的多样性关系；单独钻芯表明森林的丰富度高于草地，而均质化样品则显示出相反的关系。这些结果表明，采样强度、空间范围和均质化从根本上塑造了土壤微生物多样性估计。当研究目标是可靠量化样地尺度丰富度或比较不同生态系统之间的多样性时，均质化混合样品不能替代单独钻芯样品。

土壤微生物多样性受群落采样空间尺度的影响，然而标准采样实践常常将样品均质化，从而掩盖了精细尺度的空间结构和多样性格局。为更好地理解采样强度、空间范围和物理均质化如何影响样地尺度的微生物丰富度估计，我们采用14核交叉样带设计，对德国三个地区的57个森林和草地样地进行了采样，并开展了16S rRNA基因宏条形码测序。我们模拟了不同采样强度和一系列空间范围，并将多样性估计结果与物理均质化后的混合样品所得结果进行了比较。

样地尺度的丰富度随着采样强度和空间范围的增加而持续上升，未发现饱和迹象。然而，在测序深度保持不变的情况下，采样完整性会随着采样强度的增加而下降，这意味着更多的多样性并未被捕获。混合样品显著低估了样地尺度的丰富度，并改变了生态系统间表观的多样性关系；基于单个土芯的结果显示森林的丰富度高于草地，而均质化样品则表明相反的关系。这些结果表明，采样强度、空间范围和均质化从根本上塑造了土壤微生物多样性估计。当研究目标是可靠量化样地尺度丰富度或比较不同生态系统间的多样性时，均质化混合样品不能替代单个土芯样品。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.03.736139v1?rss=1

🏷️ 土壤细菌多样性 采样设计 空间尺度 16S rRNA测序 群落丰富度 森林与草地