多營養級多樣性和網絡復雜性在維持生態系統的重要性

　　生物多樣性與生態系統功能的關系是當前群落生態學領域的研究熱點。生態系統能夠同時提供多種生態系統功能的能力，這種能力被稱為生態系統多功能性。早期的生物多樣性與生態系統功能研究多關注單一營養級與生態系統功能。然而，在自然生態系統中，單一營養級與生態系統功能往往不能代表且很可能低估生物多樣性對生態系統總體功能的影響。近年來，生物多樣性與生態系統多功能性（Biodiversity-Ecosystem Multifunctionality，BEMF）關系的研究逐漸發展成為生物多樣性與生態系統功能領域的新興研究方向。

　　森林生態系統作為重要的陸地生態系統之一，可以提供重要的系列生態系統功能與服務，例如碳貯存、氣候調節、養分循環、凋落物分解及抵抗病蟲害等，在維持全球生物多樣性及生態系統功能中具有不可替代的作用。然而，在森林群落中，不同營養級（包括動物、植物和微生物）的多樣性以及其互作網絡如何影響生態系統的多功能性仍不清楚。同時，將空間尺度納入綜合考慮時，生物多樣性與生態系統多功能性之間的關系如何發生變化，相關的生態學機制也有待深入研究。

　　中國科學院昆明植物研究所研究員高連明研究組/李德銖研究組依托麗江森林生物多樣性國家野外科學觀測研究站，通過建立玉龍雪山海拔梯度森林樣帶研究平臺開展了多年研究。前期研究表明，森林垂直群落在群落構建和生態系統功能維持機制中存在較大差異（Luo et al. 2019a, Journal of Biogeography；Luo et al. 2019b, Ecology Letters）。近日，科研團隊與中科院昆明動物研究所研究員蔣學龍團隊、貴州大學昆蟲研究所博士李娟、加拿大多倫多大學教授Marc Cadotte和美國哥倫布大學教授Kevin Burgess等合作，整合海拔梯度不同營養級的9個類群（包括喬木、灌木、草本、葉片螨類、小型獸類、細菌、病原型真菌、腐生型真菌和共生型真菌）和13個重要的生態系統功能指標，運用平均值法、未加權的閾值法和加權的閾值法等多種生態系統多功能計算方法，分析了空間尺度介導的多營養級多樣性和共線性網絡復雜性如何影響生態系統的多功能性。研究表明，與單一生物類群相比，多營養級多樣性對生態系統多功能性的影響更大，暗示維持生態系統的多功能性需要多類群共同參與。共線性網絡分析發現，網絡的復雜性與生態系統的多功能性之間顯著正相關；隨著空間尺度的增大，多樣性與生態系統多功能性之間的相關性呈上升趨勢，表明在更大的空間尺度上，多營養級多樣性和互作網絡與生態系統多功能性之間的關系可能更為緊密。研究還發現，高海拔樹線附近的森林群落具有更高的生態系統多功能性，在未來的研究和生態系統保護中需特別關注。該研究對滇西北亞高山森林生物多樣性的保護和生態系統的科學管理提供了重要的科學支撐。

　　相關研究成果以Multitrophic diversity and biotic associations influence subalpine forest ecosystem multifunctionality為題，在線發表在Ecology上。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等的支持。