科研進(jìn)展
西北高原所研究揭示生物群落的多營(yíng)養級多樣性驅動(dòng)高寒草地生態(tài)系統多功能性
在過(guò)去的20年中,生物多樣性與生態(tài)系統多功能性之間的關(guān)系已成為基礎生態(tài)學(xué)和應用生態(tài)學(xué)的核心議題。研究表明,任一特定營(yíng)養層次上的生物多樣性喪失都會(huì )導致生態(tài)系統服務(wù)的下降以及資源獲取效率的降低。然而,現有研究通常集中于單一營(yíng)養組群,尤其是植物群落,而忽視了生物多樣性喪失會(huì )同時(shí)發(fā)生在多個(gè)群落中的事實(shí)。實(shí)際上,生態(tài)系統是復雜多樣的,由不同營(yíng)養層次物種之間的相互作用形成食物網(wǎng),從而協(xié)調生態(tài)系統的結構與功能。許多實(shí)驗表明,僅關(guān)注單一營(yíng)養層次的群體可能會(huì )顯著(zhù)低估生物多樣性對生態(tài)系統功能的影響。
中國科學(xué)院西北高原生物研究所高寒濕地生態(tài)系統近自然修復與功能提升研究團隊調查了青藏高原不同草地類(lèi)型的植被和土壤特征,揭示了多營(yíng)養級多樣性(包括植物多樣性、微生物多樣性和嚙齒動(dòng)物多樣性)、非生物變量(包括海拔和pH值)及其相互作用對生態(tài)系統多功能性的影響。
結果表明(1)多營(yíng)養級的物種多樣性對生態(tài)系統多功能性的正向影響大于單一營(yíng)養級的物種多樣性。(2)值得注意的是,這種關(guān)系的具體表現取決于植物的生態(tài)位寬度,表明植物是連接地上與地下?tīng)I養層次的關(guān)鍵指示因子。(3)非生物因子(如海拔和pH值)直接作用于生態(tài)系統多功能性,并能夠解釋生態(tài)系統多功能性的變化。因此,面對日益增加的人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化,通過(guò)多營(yíng)養級多樣性來(lái)維持生態(tài)系統多功能性至關(guān)重要,這需要我們給予高度關(guān)注。研究結果以?Multitrophic diversity of the biotic community drives ecosystem multifunctionality in alpine grasslands?為題發(fā)表在?Ecology and evolution(中國科學(xué)院二區)。西北高原所博士研究生蘇洪燁為第1作者,周華坤研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目(32371684)、國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金項目(U21A20186,U20A2006)、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目(STEP,2019QZKK0302–02)以及青海省重點(diǎn)研發(fā)與轉化國際合作項目(2024–HZ–810)的共同資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/ece3.70511
概念框架:(a) 生物群落由三個(gè)營(yíng)養級組成—植物、嚙齒動(dòng)物和微生物;(b) 多營(yíng)養級多樣性能夠增強生態(tài)系統多功能性;(c) 生物因子和非生物因子對生態(tài)系統多功能性具有直接和間接影響
不同營(yíng)養級物種多樣性對生態(tài)系統功能的影響:(a) 水分保持;(b) 土壤肥力;(c) 養分循環(huán)與轉化;(d) 群落生產(chǎn)力;(e) 生態(tài)系統多功能性。實(shí)線(xiàn)表示顯著(zhù)關(guān)系,虛線(xiàn)表示無(wú)顯著(zhù)關(guān)系