森林和草地覆盖了全球大约一半的陆地面积，包含了全球60%的物种，与多项联合国可持续发展目标密切相关。然而，近年来，集约化农业和畜牧业的扩展导致森林和草地的生物多样性持续下降，已成为全球生物多样性危机的主要原因。不同营养级生物通过多样性和相互作用，提供了多种重要的生态系统功能和服务，即生态系统多功能性。因此，明确多营养级生物多样性与生态系统多功能性之间的关系，对于预测全球生物多样性丧失的生态后果具有重要意义。然而，关于多营养级生物多样性如何影响生态系统多功能性，及其在不同生态系统中驱动机制的研究却极为缺乏。
生物多样性与生态安全研究组通过整合来自我国亚热带地区的大型森林生物多样性实验（BEF-China）和德国温带地区的大型草地生物多样性实验（Jena）多年累积的多营养级和生态系统功能数据，揭示了无论在森林还是草地生态系统中，植物多样性通过提高其它营养水平的多样性促进了生态系统多功能性的重要机制，为深入理解生物多样性丧失影响生态系统功能的过程和机理提供了新视角。
研究结果显示，在森林和草地生态系统中，单个营养级类群的物种多样性与至少一种（最多七种）生态系统功能存在显著的相关关系。而与单个营养级相比，多营养级生物多样性对生态系统多功能性的促进作用更强。此外，植物多样性通过增加其它高营养级的生物多样性提高了生态系统多功能性，且高营养级生物的调控作用在结构更复杂的森林生态系统中更强。
该研究不仅深化了我们对多营养级生物调控生态系统功能机制的理解，还提示全球生物多样性保护策略及目标不仅需要关注植物多样性，同时也应给予包括昆虫、土壤动物及微生物等在内的其它营养级更多的关注。这也是未来应对气候变化时能够维持和增加森林及草地生态系统多功能性的关键。
该研究成果于8月29日发表于国际学术期刊Nature Ecology & Evolution上。植物所副研究员李逸为论文第一作者，刘晓娟研究员为通讯作者。植物所马克平研究员、动物研究所朱朝东研究员、苏黎世大学Bernhard Schmid教授、哥廷根大学Andreas Schuldt教授以及耶拿大学Anne Ebeling教授等参加了本项研究。研究工作得到了科技部国家重点研发计划、国家基金委优秀青年基金以及中国科学院青促会优秀会员等项目的资助。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41559-024-02517-2
BEF-China森林生物多样性实验（上）和Jena草地生物多样性实验（下）
森林和草地生态系统中，植物多样性通过多营养级生物多样性及其相互作用促进生态系统多功能性