土壤微生物学已进入大数据时代，推进了对不同环境条件下土壤微生物群落变化及其生态功能的认识。但在链接实验室、控制实验和基于模型研究间的挑战仍然存在，导致实验室和控制实验研究间频繁出现不一致性，从而可能误导模型的开发和预测。将土壤微生物学研究从实验室尺度扩展到生态系统尺度是环境科学家所面临的重大挑战之一。意识到这种不同尺度间的挑战将有助于决策者制定更加合理的气候智能和资源高效型生态系统方案。尺度扩展不仅是一个规模问题，还需要理清每个层次上的功能关系和过程。

　　基于此，我们系统阐述了实验室研究和实地研究之间存在差距的三个潜在原因（即时空动力学、采样干扰和植物-土壤-微生物反馈），以及连接观察和模型预测时需要注意的三个关键问题（即跨尺度效应、复杂过程耦合和多因素调控）。实地研究通常涵盖了有限范围的环境变化，在揭示生态过程的潜在机制时有必要辅以实验室研究和野外控制实验。将土壤微生物学从实验室扩展到生态系统需要激发实验、观察、理论和建模研究的交叉合作，进而揭示其生物和非生物驱动因素的新机制。

　　该成果以“Challenges in upscaling laboratory studies to ecosystems in soil microbiology research”为题发表在国际著名期刊Global Change Biology。研究得到国家自然科学基金、欧盟“玛丽居里学者”等项目支持。中科院地环所陈骥研究员为第一作者，河南大学生命科学学院王冬副教授为论文通讯作者。

　　Chen, J., Zhang, Y., Kuzyakov, Y., Wang, D., & Olesen, J. E. (2023). Challenges in upscaling laboratory studies to ecosystems in soil microbiology research. Global Change Biology, 29, 569–574.

　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.16537

　　图1. 土壤微生物学研究中衔接实验室、现场和基于模型的研究的挑战和原因

　　图2. 未来的研究可能有助于解决目前在土壤微生物研究中将实验室研究推广到生态系统的挑战。