💡这项突破是什么?



生物多样性通常被视为生态系统稳定性的重要保障,即物种越丰富,群落抵御环境波动的能力往往越强。然而,富营养化常常削弱这一正向关系,且随着养分添加种类和剂量的增加,这种削弱效应是否会进一步加剧,其背后的机制长期未能厘清。以往研究多将群落内物种视为均质化的贡献者,聚焦于物种丰富度和均匀度等群落水平指标,却忽视了物种在时间尺度上的动态差异:一些物种在各年份持续存在,另一些则间歇性出现与消失。正是这种“身份”差异,可能为我们理解草地生态系统生物多样性-稳定性关系对全球变化的响应提供重要的突破口。
针对这一科学问题,华林中心生物多样性保护团队在前期基于Price方程和物种组成动态构建的草地稳定性研究框架基础上,利用在青藏高原高寒草甸开展的一项为期6年(2018-2023年)的多水平氮磷添加控制实验,对框架进行了再次验证,并系统解析了氮磷添加梯度下草地稳定性的变化规律。
研究发现,随着氮磷添加水平的升高,草地群落稳定性和物种丰富度均显著下降,且氮磷共同添加时的下降速率更为迅速。物种丰富度的降低主要源于获得物种数量的减少以及持续存在物种丰富度的下降。值得注意的是,物种丰富度仅能解释群落稳定性沿养分梯度变化的5.3%,而持续存在物种与获得物种的丰富度合计可解释53.1%的变异。进一步分析表明,养分添加导致持续存在物种减少,削弱了它们之间的异步动态;同时,获得物种的减少也降低了持续存在物种与获得物种之间的异步性,共同驱动了群落稳定性的下降。
该研究揭示了养分添加对草地群落稳定性的削弱效应,主要通过改变群落内物种组成、降低持续存在物种间的天然调控能力来实现,而非传统所强调的物种丰富度丧失。这一发现强调了物种持续存在与获得在维持群落稳定性中的关键作用,表明保护生物多样性不仅要关注物种数量,更要重视物种的时间持续性,即那些能够长期定居并持续贡献生产力的关键物种,是维持生态系统功能稳定的核心力量。
该成果以“Multi‑level nitrogen and phosphorus addition synergistically reduces alpine grassland stability via species compositional changes”为题,发表于生态学国际顶级期刊《Functional Ecology》(中科院一区TOP,五年IF=6.3)。第一作者为青海大学任飞副教授,通讯作者为华林中心王超研究员。合作者包括西班牙CREAF的Josep Peñuelas教授和Jordi Sardans教授、北京大学朱彪教授、中国科学院西北高原生物研究所张振华研究员等国内外学者。研究得到了青海省首席科学家项目、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、西班牙政府及加泰罗尼亚政府等项目的联合资助。



