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Nat Com:科学家揭示青藏高原地上与地下生物多样性对生态系统多功能性的协同作用

摘要 : 9月2日在线发表在Nature Communications 上发表北京大学、中国科学院西北高原生物研究所贺金生课题组与哥本哈根大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院植物研究所、中国林业科学研究院的学者合作的题为“The links between ecosystem multifunctionality and above- and belowground biodiversity are mediated by climate ”的研究论文。

 9月2日在线发表在Nature Communications 上发表北京大学、中国科学院西北高原生物研究所贺金生课题组与哥本哈根大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院植物研究所、中国林业科学研究院的学者合作的题为“The links between ecosystem multifunctionality and above- and belowground biodiversity are mediated by climate ”的研究论文。研究人员利用野外大范围的调查取样,结合室内高通量测序等技术,探讨了青藏高原高寒生态系统中生物因素(植物、动物、细菌、菌根真菌和古菌多样性)和非生物因素(气候和土壤)对生态系统多功能性的相对贡献。该论文的第一作者井新是北京大学城市与环境学院已毕业的博士研究生,现为城市与环境学院博士后,贺金生为通讯作者。

生物多样性和生态系统功能一直是生态学研究的核心。以往的研究表明,区域尺度上陆地生态系统净初级生产力通常随植物多样性的增加而增加。然而,生态系统并非仅仅提供单个生态系统功能,而是具有同时提供多种生态系统功能的能力,生态系统的这一特性称之为“生态系统多功能性(Ecosystem multifunctionality)”。生态系统多功能性不仅受地上植物多样性的影响,同时也受土壤动物、微生物等地下生物多样性的驱动,但由于研究手段的限制,科学家对地上、地下生物多样性对生态系统多功能性的相对贡献了解甚少。不仅如此,气候对生态系统多功能性的调控机理也不明确。

研究结果表明,青藏高原高寒草地生态系统多功能性与植物物种丰富度、土壤细菌和动物多样性正相关,但与土壤古菌和菌根真菌多样性无显著关系。更重要的是,地上与地下生物多样性对生态系统多功能性的联合效应比两者的单独效应更强,其中,地上与地下生物多样性共同解释了45%的生态系统多功能性变异,而一系列生物、非生物因素的解释力达到86%。该研究有两方面的意义:第一,地下生物多样性对生态系统多功能性有重要作用,不仅是受到地上植物多样性的控制,考虑地下生物多样性会提高我们对生态系统多功能性的解释和预测能力;第二,区域尺度的气候变化能够决定或者调节自然生态系统中生物多样性对生态系统多功能性的影响。

贺金生课题组长期从事高寒生态系统对全球变化的响应和适应、高寒湿地温室气体排放及其对全球变化的反馈,以及高寒草地碳氮循环等方面的研究。课题组近两年在高寒生态系统碳循环方面的研究工作还发表在Global Biogeochemical Cycles (2014,28:1081-1095)、Biogeosciences (2014,11:2003-2016)以及Biogeochemistry (2014,117:39-54)等期刊上。

青藏高原高寒草地景观

气候、土壤、地上植物多样性和土壤生物多样性对青藏高原高寒草地生态系统多功能性的调控(MAP,年平均降水;MAT,年平均温度;SM,土壤湿度;EMF,生态系统多功能性)

原文链接:

The links between ecosystem multifunctionality and above- and belowground biodiversity are mediated by climate

原文摘要:

Plant biodiversity is often correlated with ecosystem functioning in terrestrial ecosystems. However, we know little about the relative and combined effects of above- and belowground biodiversity on multiple ecosystem functions (for example, ecosystem multifunctionality, EMF) or how climate might mediate those relationships. Here we tease apart the effects of biotic and abiotic factors, both above- and belowground, on EMF on the Tibetan Plateau, China. We found that a suite of biotic and abiotic variables account for up to 86% of the variation in EMF, with the combined effects of above- and belowground biodiversity accounting for 45% of the variation in EMF. Our results have two important implications: first, including belowground biodiversity in models can improve the ability to explain and predict EMF. Second, regional-scale variation in climate, and perhaps climate change, can determine, or at least modify, the effects of biodiversity on EMF in natural ecosystems.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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