
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能一直是生態(tài)學(xué)研究的核心。以往的研究表明,區(qū)域尺度上陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力通常隨植物多樣性的增加而增加。然而,生態(tài)系統(tǒng)并非僅僅提供單個生態(tài)系統(tǒng)功能,而是具有同時提供多種生態(tài)系統(tǒng)功能的能力,生態(tài)系統(tǒng)的這一特性稱之為“生態(tài)系統(tǒng)多功能性(ecosystem multifunctionality)”。生態(tài)系統(tǒng)多功能性不僅受地上植物多樣性的影響,同時也受土壤動物、微生物等地下生物多樣性的驅(qū)動,但由于研究手段的限制,科學(xué)家對地上、地下生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的相對貢獻(xiàn)了解甚少。不僅如此,氣候?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)多功能性的調(diào)控機(jī)理也不明確。
北京大學(xué)、中國科學(xué)院西北高原生物研究所賀金生課題組與哥本哈根大學(xué)、中國科學(xué)院南京土壤研究所、中國科學(xué)院植物研究所、中國林業(yè)科學(xué)研究院的學(xué)者合作,利用野外大范圍的調(diào)查取樣,結(jié)合室內(nèi)高通量測序等技術(shù),探討了青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)中生物因素(植物、動物、細(xì)菌、菌根真菌和古菌多樣性)和非生物因素(氣候和土壤)對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的相對貢獻(xiàn)。論文The links between ecosystem multifunctionality and above- and belowground biodiversity are mediated by climate于2015年9月2日在線發(fā)表在Nature Communications上。
研究結(jié)果表明,青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)多功能性與植物物種豐富度、土壤細(xì)菌和動物多樣性正相關(guān),但與土壤古菌和菌根真菌多樣性無顯著關(guān)系。更重要的是,地上與地下生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的聯(lián)合效應(yīng)比兩者的單獨效應(yīng)更強(qiáng),其中,地上與地下生物多樣性共同解釋了45%的生態(tài)系統(tǒng)多功能性變異,而一系列生物、非生物因素的解釋力達(dá)到86%。該研究有兩方面的意義:第一,地下生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)多功能性有重要作用,不僅是受到地上植物多樣性的控制,考慮地下生物多樣性會提高我們對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的解釋和預(yù)測能力;第二,區(qū)域尺度的氣候變化能夠決定或者調(diào)節(jié)自然生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響。
賀金生課題組長期從事高寒生態(tài)系統(tǒng)對全球變化的響應(yīng)和適應(yīng)、高寒濕地溫室氣體排放及其對全球變化的反饋,以及高寒草地碳氮循環(huán)等方面的研究。課題組近兩年在高寒生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)方面的研究工作還發(fā)表在global biogeochemical cycles(2014,28:1081-1095)、biogeosciences(2014,11:2003-2016)以及biogeochemistry(2014,117:39-54)等期刊上。
本文來源:中國科學(xué)院網(wǎng)