Nginxでマルチサイト化したサイトのsitemap.xmlがエラーになる件

Google XML Sitemaps は現行バージョンではマルチサイトに対応していません。

（英文ですが）公式ディレクトリにもあるように、マルチサイトで使いたい場合はベータ版をダウンロードして使うようになります。
マルチサイト化したときもプラグインからそのような警告が出るはずです（というか出ました）

This release is not compatible with the new multisite feature of WordPress 3.0 yet. The plugin will remain inactive as long as this feature is enabled. If you are using this feature, try out the new Beta version which fully supports multisite mode as well as network activation!

英語ができませんとのことですが、Google翻訳などを使ってがんばりましょう

なお、現行バージョンのGoogle XML Sitemapsでは sitemap.xml の実ファイルを作成しますが、マルチサイト対応のベータ版では仮想ファイルとなります。
もし、sitemap.xmlがサーバー上にあるならば削除しておいてください。

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ちなみに同じ環境（網元 + マルチサイト）でサイトを運用していますが、Google XML Sitemapsのベータ版は動作していますよ。
その際、Nginxで特別な設定は行いませんでした。

http://gatespace.jp/sitemap.xml

元々マルチサイトじゃなかったので、そのとき作ったsitemap.xml を削除しただけです。
あとはNginxのキャッシュを削除しているぐらいですかね。

「Nginx Cache Controller」は有効化してますよね？

違いと言ったら、私ははじめから網元でマルチサイトにしている＝他のサーバーからデータベースを含めて引越をしていない、と言うぐらいですかね。

念のため。

参加サイトのダッシュボードの設定＞XML-Sitemapで設定画面に入ると、タイトルの下に「Result of the last ping, started on 2013年xx月xx日 xx:xx.」というタブ（ウィジェット）があると思います。
その中が

The URL to your sitemap index file is: http://example.com/sitemap.xml.
Google was successfully notified about changes.
Bing was successfully notified about changes.
If you encounter any problems with your sitemap you can use the debug function to get more information.

と言う表示になっていますか？

また、この文章の中の「debug function」のリンクをクリックすると、デバッグのページに遷移します。
このページの一番下に「Rebuild or Return」というリンクがあります。
この「Rebuild」をクリックした後に変化はありますか？