作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，草地在維持生態(tài)平衡與畜牧業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，在人類活動(dòng)和氣候變化的雙重作用下，全球約50%的草地出現(xiàn)不同程度退化。生物多樣性是維持生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。草地退化會(huì)顯著改變植物與土壤生物多樣性，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)功能。盡管如此，以往的研究主要關(guān)注未退化草地植物/土壤生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系，尚不清楚草地退化是否改變二者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的相對(duì)貢獻(xiàn)。

針對(duì)上述問題，國(guó)家植物園(南園)楊元合研究團(tuán)隊(duì)以青藏高原高寒草地為研究對(duì)象，基于橫跨2600公里的大尺度樣帶調(diào)查，獲取了44個(gè)未退化與中度退化配對(duì)樣點(diǎn)的植物/土壤樣品。在此基礎(chǔ)上，測(cè)定了植被生產(chǎn)力、土壤碳氮磷庫等20個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能指標(biāo)以及植物、土壤細(xì)菌、真菌和原生生物多樣性，并揭示了草地退化對(duì)生物多樣性–生態(tài)系統(tǒng)多功能性關(guān)系的影響?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，中度退化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)多功能性顯著下降，但植物和土壤生物多樣性顯著增加。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，草地退化改變了地上/地下多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多功能性之間的關(guān)系：草地退化后植物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響減弱，而土壤生物多樣性的作用增強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致多樣性–生態(tài)系統(tǒng)多功能性的關(guān)系由植物主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸镏鲗?dǎo)。究其原因，主要是草地退化后植物多樣性的選擇效應(yīng)和互補(bǔ)效應(yīng)減弱、土壤微生物多樣性的互補(bǔ)效應(yīng)增強(qiáng)所致。該項(xiàng)研究揭示了土壤微生物多樣性在維持退化草地生態(tài)系統(tǒng)功能中的關(guān)鍵作用，為研發(fā)基于微生物菌劑恢復(fù)退化草地的生態(tài)修復(fù)技術(shù)提供了理論依據(jù)。

該項(xiàng)成果于11月10日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature Plants。國(guó)家植物園(南園)已出站博士后高曉霞和助理研究員張典業(yè)為論文共同第一作者，楊元合研究員為通訊作者。國(guó)家植物園(南園)彭云峰研究員、西班牙巴塞羅那自治大學(xué)Josep Pe?uelas教授、荷蘭烏特勒支大學(xué)Yann Hautier副教授、法國(guó)國(guó)家科研中心Michel Loreau教授、美國(guó)佐治亞理工學(xué)院蔣林教授和北京大學(xué)王少鵬教授等參與了上述研究。該研究得到中國(guó)科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(創(chuàng)建生態(tài)草牧業(yè)科技體系)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

草地退化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能、生物多樣性以及多樣性–生態(tài)系統(tǒng)多功能性關(guān)系的影響