Plant and soil microbial communities are dependent on each other, as producer and decomposer, respectively, in the terrestrial ecosystems. Any interactions between these two communities will, therefore, potentially impact the ecosystem functions. However, there are few attempts to bring these two subsystems together in relation to the ecosystem context. This study aimed to examine structural and functional linkages between plant and soil microbial communities and their implications on ecosystem functioning in grasslands by conducting both field and laboratory experiments.　 Abundance of microbial communities was determined by PLFA (Phospholipids fatty acid) analysis. Community composition of the bacteria and fungi was determined by using binary data obtained from DGGE (Denaturing gradient gel electrophoresis) analysis following PCR (Polymerase chain reaction)-based amplification of 16s rDNA and 18s rDNA fragments, respectively.

Spatial structure of soil microbial communities in Aomori prefecture : Data of a general survey collecting soil samples from 32 sites including bare ground, agricultural lands,grasslands, and forests extending over 100 km in the Aomori prefecture in the northern Honshu island, Japan revealed that vegetations played significant role in structuring microbial communities through quality and quantity of litter. Bacterial abundance in the bare ground and agricultural soils correlated to soil total C and N while that in the grasslands and forests was mostly determined by soil pH. Fungal abundance was significantly higher in the forests than agricultural soil indicating the influence of human interference and disturbances on altering microbial community structure. Results also demonstrated that grasslands were most productive and heterogeneous in terms of microbial biomass compared to other vegetations.

Soil microbial community structure in Shiriyazaki grasslands: spatial and temporal patterns : Results depicted that artificial pasture soil was more abundant in bacterial biomass than the semi-natural grasslands of the Shiriyazaki area. However, PLFA profiling did not distinguish tall-type and short-type vegetations indicating that effects of management practices were higher than the vegetation effects on the soil microbial community in grasslands. Although seasonal variability of the soil bacterial abundance was related with the temperature and the precipitation showing the September maxima fungal abundance and the fungal to bacterial PLFA ratio seemed to be determined by the root exudates in the semi-natural grasslands. Seasonal variability in soil P seemed to drive bacterial and fungal community composition.

Plants' effects on soil microbial community through litter: Both litter identity of 15 grassland plant species and litter mixing of four plant species representing four functional types at various level of diversity significantly affected decomposition processes and the soil microbial community structure. Of the leaf chemicals measured, N was most important in affecting decomposition processes and microbial community structures. N mineralization rate was directly related with the litter N content in both litter identity and litter mixing treatments. Mass loss rate was indirectly influenced by the litter quality through changes in the bacterial and fungal community composition. Litter mixing significantly enhanced mass loss rate depending on what species was present in the mixture.

Ecological differentiation of soil microbial communities to litter identity : Grasslands with different management activities seem to confer significant effects on soil microbial community structure; less disturbed long-term semi-natural grasslands dominated by slow-growing plant species sustain K-strategists microbial community with higher efficiency in N mineralization, while, frequently disturbed artificial grassland dominated by fast-growing plant specie sustain r-strategists microbial communities less efficient in N mineralization. Data also showed that continuous litter inputs can change soil microbial community structure indicating the selection preference of plants for microbial community during decomposition.

（和訳）

陸域生態系において，植物と土壌微生物は生産者と分解者として相互依存的関係にあるため， 植物と土壌微生物間の相互作用は生態系の機能に大きな影響を与える。 しかしながら，これまで，植物と土壌微生物の生態的関係を扱った研究は少ない。 本研究では，草地における植物と土壌微生物群集構造の関係性と両群集の機能的依存性と それらの生態系機能に与える意義について解明を試みたものである。　 微生物群集のバイオマスあるいは数度（abundance）はPLFA（リン脂質脂肪酸）により， 群集組成については16ｓ－と18ｓ－rDNA断片をPCRで増幅した後にDGGE法（変成濃度勾配電気泳動法）で解析した。

青森県における土壌微生物群集の空間構造
青森県の100km以上に広がる範囲で，裸地，農地，草地，林地の4タイプから32箇所選び， 各場所の土壌微生物群集の数度と組成を比較したところ，植生タイプが土壌微生物の群集構造に大きな影響を与えていることが明らかとなった。　 裸地と農地のバクテリアのバイオマスは土壌中の全炭素と窒素量により， また草地と林地のバクテリアのバイオマスは土壌ｐHに大きく影響されることを示した。　 真菌類のバイオマスは林地で最も高く，土壌pHの影響を受けにくいが，その群集組成は人による攪乱に影響を受けやすいことが分かった。 草地土壌における微生物のバイオマスは他の植生に比べ最も多く，かつ組成も多様であった。

尻屋崎牧野における土壌微生物群集の空間的・季節的変異
青森県，下北半島の尻屋崎牧野における半自然葬地と人工草地の比較から， 人工草地は半自然草地に比べバクテリアのバイオマスが多いことが分かった。 半自然草地は，ススキを優占種とした長草型とシバを優占種とする短草型に分かれるが， 両植生タイプ間には微生物群集構造の違いは見られなかった。 バクテリアのバイオマスは季節的変異を示し，温度が高く降水量の少ない9月で最も高くなった。 一方，真菌類のバイオマスは6月の植物が活発に成長をするときに最も高くなった。 土壌微生物の季節変異に土壌中の可給体リン酸量が関係していることが示唆された。

土壌微生物群集に対する植物リターの影響
植物のリッターが微生物群集構造にどのような影響を与えるかを明らかにするために， 化学成分の異なる15草本種のリッターを施与する実験を行ったところ，リッターに含まれる窒素含有量が窒素の無機化率と最も関係していた。　 他方，乾物の分解速度は，窒素含有量と高い相関を示したが，土壌微生物の群集構造のの影響の方が大きかった。　 化学成分の異なる4種のリッターの混合試験を行ったところ，リッターの混合効果は， どの種が含まれるかに依存して乾物の分解に大きな影響を示した。

リターを通じた土壌微生物群集の植生に対する生態分化
長期間人の攪乱を受けないで維持されてきた半自然草地と人工草地の土壌微生物のリッターに対する反応性を調べたところ， 人工草地の土壌微生物はリッターに含まれる窒素に反応してその成長を大幅に増加するが， 半自然草地の土壌微生物はリッターの分解はするものの，窒素を利用た大幅な集団の増加は示さなかった。 その結果，人工草地の微生物は無機化率が低く，逆に半自然草地の土壌微生物の無機化率は高くなった。 このことから，人工草地の微生物群集はr-戦略的な，半自然草地の微生物群集はK-戦略的な特徴を示すことが示唆された。

　これらの実験結果から，草地における植物と土壌微生物は土壌に投入されるリッターの質と量とその分解過程を通じて， 互いに構造的，機能的に密接な生態的相互作用を確立していることが示された。