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Ecology|内蒙古大学陈迪马团队从多营养级视角解析植物与土壤生物协同维持生态系统多功能稳定性的调控机制

发布时间:2025-02-27浏览次数:


   

全球变化多重胁迫干扰(如氮磷沉降和土壤酸化等)对生物多样性-生态系统稳定性关系的影响机制已成为生态学领域的前沿科学问题。传统研究多聚焦于单一营养级的生物多样性效应,而植物与土壤生物(微生物和线虫等)多维度群落属性(多样性、异步性和群落稳定性等)如何协同调控生态系统多功能性及其稳定性,特别是在多重环境胁迫下的响应机制尚不明晰。

为此,内蒙古大学生态与环境学院陈迪马教授团队依托内蒙古草原生态系统定位研究站建立的氮磷添加与土壤酸化多因子控制实验平台,通过整合四年连续多维度观测数据,首次构建涵盖植物-细菌-真菌-线虫多营养级的生态系统稳定性分析框架。研究发现:1)土壤酸化主导功能衰退:相较于养分添加,土壤酸化对植物和土壤生物群落属性及生态系统多功能性产生更显著的负效应;2)氮磷交互的非加和调控效应:氮添加提升多功能性均值,氮磷协同显著增强多功能性均值和稳定性,凸显环境因子交互作用的非加和特征;3)跨营养级协同稳定机制:植物与土壤生物群落异步性呈显著正相关,形成跨营养级功能缓冲网络;植物多样性与土壤生物多样性共同驱动多功能性均值,而植物群落异步性和土壤生物组成稳定性是决定多功能稳定性的关键因子。该研究创新性揭示多重胁迫下植物-土壤生物群落的跨营养级协同稳定化机制,突破传统单营养级研究的理论局限,为全球变化背景下退化草地生态修复与可持续管理提供了多营养级调控的理论依据。

该研究成果以"Plants and soil biota co-regulate stability of ecosystem multifunctionality under multiple environmental changes"为题,发表在创刊于1920年的生态学领域顶级期刊Ecology上。团队客座青年教师张慧玲和王冰为共同第一作者,陈迪马教授为通讯作者,内蒙古大学为该论文的第一和通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金和内蒙古大学骏马计划项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1002/ecy.4534

                             

1多胁迫下植物-土壤生物协同调控生态系统功能稳定性的概念模型(左图);结构方程模型解析氮磷酸化处理对多营养级属性及生态系统功能的影响路径(右图)。