賀金生課題組揭示青藏高原地上與地下生物多樣性對生態系統多功能...

2020-11-30 北大新聞網

生物多樣性和生態系統功能一直是生態學研究的核心。以往的研究表明，區域尺度上陸地生態系統淨初級生產力通常隨植物多樣性的增加而增加。然而，生態系統並非僅僅提供單個生態系統功能，而是具有同時提供多種生態系統功能的能力，生態系統的這一特性稱之為「生態系統多功能性（Ecosystem multifunctionality）」。生態系統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動，但由於研究手段的限制，我們對地上、地下生物多樣性對生態系統多功能性的相對貢獻了解甚少。不僅如此，氣候對生態系統多功能性的調控機理也不明確。

城市與環境學院賀金生教授課題組與哥本哈根大學、中國科學院南京土壤研究所、西北高原生物研究所、植物研究所、中國林業科學研究院的學者合作，利用野外大範圍的調查取樣，結合室內高通量測序等技術，探討了青藏高原高寒生態系統中生物因素（植物、動物、細菌、菌根真菌和古菌多樣性）和非生物因素（氣候和土壤）對生態系統多功能性的相對貢獻。論文「The links between ecosystem multifunctionality and above- and belowground biodiversity are mediated by climate」於2015年9月2日在線發表在《自然•通訊》上。本論文的第一作者井新是城市與環境學院已畢業的博士研究生，現為城市與環境學院博士後，賀金生教授為通訊作者。

研究結果表明，青藏高原高寒草地生態系統多功能性與植物物種豐富度、土壤細菌和動物多樣性正相關，但與土壤古菌和菌根真菌多樣性無顯著關係。更重要的是，地上與地下生物多樣性對生態系統多功能性的聯合效應比兩者的單獨效應更強，其中，地上與地下生物多樣性共同解釋了45%的生態系統多功能性變異，而一系列生物、非生物因素的解釋力達到86%。該研究有兩方面的意義：第一，地下生物多樣性對生態系統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系統多功能性的解釋和預測能力；第二，區域尺度的氣候變化能夠決定或者調節自然生態系統中生物多樣性對生態系統多功能性的影響。

賀金生教授課題組長期從事高寒生態系統對全球變化的響應和適應、高寒溼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等方面的研究。課題組近兩年在高寒生態系統碳循環方面的研究工作還發表在Global Biogeochemical Cycles（2014,28:1081-1095）、Biogeosciences（2014,11:2003-2016）以及Biogeochemistry（2014,117:39-54）等期刊上。

這項研究得到科技部973項目、中國科學院先導專項、國家自然科學基金委傑出青年基金和創新群體等項目的資助。

青藏高原高寒草地景觀

氣候、土壤、地上植物多樣性和土壤生物多樣性對青藏高原高寒草地生態系統多功能性的調控（MAP，年平均降水；MAT，年平均溫度；SM，土壤溼度；EMF，生態系統多功能性）

 

編輯：安寧

 

 

 

 


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