（通讯员：乌力吉）近日，我校陈迪马教授研究团队在土壤生物多样性维持生态系统稳定性领域的研究成果以“Soil biota diversity and plant diversity both contributed to ecosystem stability in grasslands”为题发表在生态学经典期刊《Ecology Letters》上。我院水利工程博士后流动站博士后乌力吉和生药与制药学院硕士研究生陈华松为论文第一作者，陈迪马教授为通讯作者。
生物多样性对生态系统稳定性的作用一直以来都是生态学研究的关键科学问题。大量野外实验和理论研究从单一营养级角度强调了植物多样性促进生态系统稳定性的观点。
近年来，随着学术界对土壤生态学研究的不断深入，越来越多的野外调查实验和室内模拟实验均表明土壤生物多样性(细菌和真菌)在调控植物群落结构和养分循环等方面发挥着不可替代的作用，但是在自然生态系统中多营养级土壤生物(细菌、真菌和线虫)多样性如何驱动生态系统稳定性还有待研究。此外，物种多样性在不同空间尺度下可以被定义为α、β和γ多样性。尽管α多样性促进生态系统稳定性的观点已被悉知，但是在区域尺度上多营养级水平下不同空间尺度生物多样性与生态系统稳定性的关系不清晰，限制了我们理解全球气候变化背景下多样性和稳定性的关系。因此，阐明多营养级、多尺度生物多样性在调节生态系统稳定性中的关键作用对于深入理解生物多样性功能和制定相关保护政策具有重要价值和意义。
图1 蒙古高原植物和土壤生物多样性和生态系统生产力稳定性及其组分的关系
针对这一关键科学问题，陈迪马教授研究团队联合国内多家单位，在蒙古高原开展的一项东西跨度2000 km，南北跨度1000 km的植物和土壤样带调查，涵盖了草甸草原、典型草原、荒漠草原和荒漠4个植被类型，通过测定植物、土壤细菌、真菌和线虫不同功能群的多样性以及土壤理化指标，同时提取了对应采样点2001-2020年的年平均温度(MAT)、年平均降水(MAP)和植被归一化指数(NDVI)。基于以上数据，采用回归、结构方程模型和偏相关等统计方法计算了不同营养级生物的α、β和γ多样性以及生态系统生产力稳定性。
研究表明：在群落水平上，植物和土壤生物的α多样性促进了生态系统生产力稳定性，植物的正效应主要来源于多年生丛生禾草、多年生杂类草和根茎型禾草，而土壤生物多样性的正效应主要是来源于真菌和线虫及其功能群。在同时考虑气候、土壤养分和土壤pH的情况下，较高植物和土壤生物α和β多样性以及MAP均有助于提高生态系统稳定性。
本研究在区域尺度上证实了不同营养级土壤生物的空间尺度多样性对生态系统生产力稳定性的作用与植物同等重要。并强调了在制定生物多样性保护政策时，干旱地区不仅要保护植物多样性同时也需要重视土壤生物多样性的保护。
图2 基于结构方程(a)和偏相关(b)的蒙古高原植物和土壤生物多样性对生态系统生产力稳定性的作用
《Ecology Letters》是国际生态学领域最顶尖的期刊之一(IF5=11.87)，也是自然指数(Nature Index)收录的82种期刊目录中唯一的生态学期刊。自1998年创刊以来，年发文量在180篇左右，我国学者在该刊物上累计仅发表论文50余篇，这是我校首度在该期刊上发表论文。
中国科学院植物研究所白永飞研究员、北京大学王少鹏研究员以及中国农业科学院草原研究所于洁助理研究员共同参与了该项研究。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ele.14202
