高寒生态系统与全球变化学科组揭示了高寒草地地上、地下生物多样性与生态系统稳定性的联系
发表日期:2021-05-20来源：西北高原生物研究所
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生态系统稳定性是生态系统功能和服务供给的保障，因此，生态系统稳定性机制是生态学研究的核心重要问题之一，特别是在生物多样性与生态系统稳定性的关联性方面。基于理论、观测与实验的许多研究证实生物多样性促进了生态系统功能及其稳定性，尤其当面临环境变化的情况下。然而，当研究生物多样性与生态系统稳定性的联系时，当前大部分的研究仅仅关注地上多样性（即，植物多样性）对生态系统稳定性的影响，而忽视了地下生物多样性在生态系统稳定性中的作用。因此，关于地下生物多样性是如何影响生态系统功能稳定性的，我们并不清楚。针对这一科学问题，高寒生态系统与全球变化课题组研究人员利用2011年高寒草地样带调查数据（植物丰富度和土壤菌根真菌、细菌和小型节肢动物等多样性数据，土壤碳、氮、磷养分和pH值等数据；图1），并结合2001-2016年EVI (enhanced vegetation index, MOD13Q1)遥感数据，探讨了地上、地下生物多样性与生态系统生产力稳定性之间的联系。
图1. 2011年高寒草地样带调查采样点分布图
图2. 高寒草地生态系统稳定性最优预测模型参数的标准化效应大小及其相对贡献
研究结果表明：（1）地上、地下生物多样性均与生态系统稳定性具有正的关联性（图2）；（2）地下多样性不仅对生态系统稳定性具有直接的影响，而且还通过植物多样性和土壤养分而间接地影响生态系统稳定性（图3）；（3）土壤pH、气候及其年际变异对土壤生物多样性也具有很强的影响，进而影响到生态系统的稳定性（图3）。
图3. 环境变量、地下/地下生物多样性与生态系统稳定性（a）及其组成部分（b）之间联系的结构方程模型
该研究证实了地下生物多样性对生态系统功能稳定性具有不可忽视的调控作用；同时，在当前日益严峻的环境变化情况下，该研究强调了在脆弱的高寒草地生态系统中保护地下生物多样性的必要性。
本研究成果以Above‐ and belowground biodiversity jointly drive ecosystem stability in natural alpine grasslands on the Tibetan Plateau为题，发表在Global Ecology and Biogeograhy上。西北高原所陈立同副研究为论文第一作者和通讯作者。此外，美国Georgia Institute of Technology蒋林教授、比利时KU Leuven井新博士、青海省草原总站王九峦女士、中科院南京土壤所时玉副研究员和褚海燕研究员、北京大学与兰州大学贺金生教授参与了该研究工作。本研究工作得到国家自然科学基金委重点项目（31630009）、第二次青藏高原科学考察研究（2019QZKK0302）、青海省寒区恢复生态学重点实验室开放课题（2017-ZJ-Y20）和中科院战略性先导科技专项（XDA05050404）的支持。
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