eLife | 研究揭示了生物多样性如何影响植物腐解的新线索

科学家对森林中的植物多样性与参与腐解的细菌和真菌等生物多样性之间的关系提出了新的见解。

植物凋落物分解是一个重要的生态系统功能，它将植物生物量与土壤和大气中的碳储量联系起来，并释放出包括氮和磷在内的营养物质，影响土壤生物多样性。近日发表在《eLife》杂志上的两项新的独立研究报告了植物生物多样性如何影响分解过程，并可帮助预测物种的损失如何影响森林生态系统。

在第一项研究中，来自中国和法国的研究人员分析了世界各地森林中65项实地研究中植物凋落物多样性与分解之间的关系。他们的结果表明，当凋落物由一个以上的物种组成时，植物的分解速度更快。这在温度温和的森林中尤为明显，但在其他森林环境中变化较大。

他们还发现，植物多样性加速了氮的释放，但不是磷的释放，这可能表明生物多样性变化引起的生态系统养分限制的转变，这一发现对于温带森林来说是明确的，但对于目前数据有限的寒带、地中海、亚热带和热带森林来说，仍然需要确认。

显示纳入meta分析的63个研究地点的地理分布图

结果表明，生物多样性的丧失将改变森林生态系统中的碳和养分循环，凋落物多样性的变化对碳和养分循环的潜在影响值得在未来的研究中特别关注，理想的情况是整合分解者的反应，以更好地理解碳和养分循环的变化及其驱动机制。

在分解过程中，不同质量损失区间的凋落物混合物对质量损失、N释放和P释放的影响

eLife上的第二项研究来自德国和比利时的研究人员，同样强调了植物凋落物和分解者多样性之间的重要联系，但它也显示了这些联系如何受到人类活动的影响。

工业和农业活动可能会对分解者生物产生不利影响，它们会向土壤和水中释放金属和农药等化学应激物以及营养物质。化学应激物和添加的营养物质通过影响其多样性、丰度和新陈代谢来改变分解者群落。

之前在简化条件下进行的实验表明，生物多样性的丧失会对生态系统过程产生不利影响。但这些结果如何适用于现实世界中生物多样性变化的情景，仍不清楚。研究人员开始发现，植物凋落物分解对化学胁迫因素和添加的营养物质的反应可以通过整个生态系统中分解者多样性的变化来解释。

本研究中测试的结构假说示意图

为此，研究小组分析了69项独立研究的结果，这些研究报告了660个关于化学胁迫因素或营养物质富集对动物和微生物分解者以及植物凋落物分解影响的观察结果。他们发现，分解者多样性和丰度的下降解释了在化学应激物影响下植物腐解率的下降，但没有解释添加的营养物的下降。这表明，人类活动减少了分解者的生物多样性，然后导致对生态系统功能的重大影响。

分解者的多样性和丰度解释了凋落物对化学胁迫的分解反应，但不能解释对营养丰富的反应

这些发现可以为设计合适的策略以维持生物多样性和生态系统功能提供信息，但它们也表明，这些策略必须考虑到人类活动，不能仅仅依靠改善生物多样性。

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