科研進展
近日,中國科學院水生生物研究所與云南大學聯合在國際生態學領域期刊《Journal of Ecology》上在線發表了一項題為“Macrophyte species diversity and community stoichiometric homeostasis are correlated with different dimensions of stability following disturbance”的研究成果,該研究揭示了在藻華干擾下,沉水植物的物種多樣性和群落磷化學計量內穩性(HP)對于多維度穩定性的關鍵作用,為預測以沉水植物主導的湖泊生態系統對當前日益頻繁的藻華事件的響應提供了新視角。

在淡水生態系統中,沉水植物作為重要初級生產者,通過一系列反饋機制調控生態平衡,在維持清水穩態和保護生物多樣性中發揮重要的作用。然而,近年來,人類活動和氣候變化加劇了全球富營養化,有害藻華頻發,嚴重威脅沉水植物群落。藻華往往導致這些基礎物種的生物量和多樣性迅速下降,進而損害湖泊的生態系統服務功能。因此,理解生物多樣性和群落功能特征如何在全球環境變化下保持湖泊生態系統的多維穩定性,對于維持人類賴以生存的重要生態系統服務至關重要。

該研究通過內源營養負荷梯度試驗,并結合藻華前-中-后三年對洱海沉水植物群落的季節性監測數據,系統探討了物種多樣性和功能性狀(HP)如何影響藻華后沉水植物群落穩定性的多個維度(時間穩定性、抵抗力、彈性和恢復力)和多個方面(功能、組成、多樣性和功能性狀)。研究發現:(1)物種多樣性和群落HP與功能和組成的時間穩定性、抵抗力和恢復力呈正相關,這表明物種多樣性和群落HP高的生態系統對外部藻華干擾的抗性和穩定性更高;(2)物種多樣性和群落HP與彈性沒有正相關關系,甚至出現負相關關系,這表明高HP物種主導的高生物多樣性生態系統不利于從干擾中快速恢復;(3)在穩定性的四個維度上,功能穩定性與組成穩定性之間存在很強的正相關關系,而物種多樣性穩定性與關鍵功能性狀(HP)的穩定性之間存在復雜的關系,這意味著同時在多個維度和方面維持穩定性的難度較大。

該研究全面展示了沉水植物群落的物種多樣性和化學計量穩態如何與穩定性的多個維度和多個方面相關聯,強調了物種多樣性和群落化學計量內穩性在藻華干擾下驅動湖泊生態系統穩定性中的關鍵作用,并指出必須重視那些能夠獨立調控穩定性不同維度和不同方面的機制與過程。該成果深化了對全球環境變化背景下生態系統穩定性維持機制的理解,為生物多樣性-穩定性關系這一復雜生態學議題提供了重要實證依據。
水生所博士畢業生單航和云南大學碩士研究生王屹涵為論文共同第一作者,水生所丑慶川副研究員與云南大學蘇豪杰副研究員為論文共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金項目(32101319,32371644,32101308)和云南省基礎研究計劃項目(202501AT070220,202501AV070013)的資助。
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