Journal of Ecology | 中科院生态环境研究中心葛源研究组揭示植物多样性调控生态系统抵抗力的机制

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生物多样性与稳定性关系对于环境胁迫下生态系统功能的维持十分重要。目前，相关研究多集中于植物生产力的稳定性，并指出与植物多样性大多呈现正相关关系，其中一个重要的机制——生物多样性的保险假说，即多样性高的植物群落中包含更多适应胁迫条件的植物物种。然而，植物多样性对土壤生态系统稳定性的影响研究相对较少。土壤中贮存大量的有机碳，并且土壤微生物高度多样，是土壤生态系统重要的功能主体。因此，有必要关注土壤生态系统以及土壤微生物的稳定性。另外，地上地下生态系统存在着重要的联系。环境变化除了直接影响土壤微生物群落与功能外，还能够间接通过影响植物群落或者植物分泌物来产生影响。但是，土壤微生物及功能对环境胁迫的稳定性随植物多样性变化的相关机制还不清楚，尤其缺少更加整合的稳定性研究，即从地上到地下、从群落到功能来研究稳定性随植物多样性的变化，这将有助于全面衡量生态系统的健康和可持续性。

基于此，本研究依托台州大学植物多样性实验平台，以干旱胁迫为例，选择草本植物设计植物多样性梯度实验，重点探究了植物多样性对地上植物和土壤微生物群落及功能抵抗力的调控（图1）。

图1 实验设计

研究发现：植物多样性能够调控地上植物生物量、土壤真菌群落以及功能对干旱胁迫的抵抗力（图2），这与土壤资源（包括土壤水分和有机质）有效性的变化密切相关。此外，土壤微生物群落的抵抗力随植物多样性的增加，还由于多样性高的群落包含更多适应干旱条件的微生物类群。该研究为全面理解生态系统对气候变化的响应提供了证据，对于生物多样性的保护以及生态系统恢复政策的制定具有重要意义。

图2 抵抗力指数在植物多样性梯度上的变化

相关成果近期以“Plant diversity improves resistance of plant biomass and soil microbial communitiesto drought”为题，发表于Journal of Ecology期刊（DOI：10.1111/1365-2745.13900）。中科院生态环境研究中心博士生李艳和台州大学生命科学学院王江教授为共同第一作者，葛源研究员为通讯作者（https://orcid.org/0000-0003-0234-5638），其他合作者包括中科院生态环境研究中心申聪聪副研究员、王继琛助理研究员和西悉尼大学Brajesh K. Singh教授。该研究得到国家自然科学基金等项目资助。

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