《德国研究表明生态系统恶化加剧生物多样性和栖息地丧失》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-11-16
  • 栖息地的丧失是导致“人类世(Anthropocene)”生物多样性丧失的主要因素,但这种损失究竟如何表现以及规模如何仍然存有争论,而目前的“被动采样假说”和“生态系统衰退假说”的一般性检验受异质抽样设计和对规模物种丰富度估计的局限。
    为解决该问题,德国综合生物多样性研究中心的研究人员2020年7月29日发表于Nature上的文章分析了123项研究,以评估被动采样和生态系统衰退对生物多样性丧失的影响,这些研究探究了从多个栖息地不同大小碎片中提取的主要分类群组合水平的丰度。研究人员发现了对“生态系统衰退假说”的总体支持,在所有生态系统和生物分类研究中,从较小的栖息地碎片中进行的生物多样性估计比从较大的栖息地碎片样本中预期的包含更少的个体、更少的物种和更不均匀的群落。但在某些研究中(例如那些栖息地丧失发生在100多年前的研究),生态系统退化而造成的多样性损失低于整体的预期,这是由于物种成分转换最初并非存在于完整的栖息地中所致。研究人员认为,如果纳入栖息地丧失对生物多样性变化的非被动影响,将改善未来土地利用以及生境保护和恢复规划下的生物多样性情况。

相关报告
  • 《植物所森林生物多样性与生态系统功能关系研究获进展》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2020-09-10
    • 生物多样性与生态系统功能关系(简称BEF)是生态学领域的核心科学问题之一。森林是陆地生态系统的主要类型之一,相比于草地生态系统,森林具有更高的生物多样性,树种间的生态位可能更相似,树木个体寿命也更长,因此森林BEF一直处于争论中。目前关于森林BEF的研究相对较少,且多是基于天然林观测实验的结果,无法去除自然条件下与生物多样性平行的其它共变因素(如非生物因素、林龄、物种组成以及演替阶段的差异)对生态系统功能的影响。因此,通过人工控制生物多样性实验,开展长期系统性研究,对于理清森林BEF的关系及其内在机制具有重要意义。 中国科学院植物研究所研究员马克平带领的研究团队联合瑞士、德国的生态学家,于2009年至2010年在江西省新岗山共建了约为50公顷的亚热带森林开展生物多样性与生态系统功能实验(简称BEF-China)。该实验设计有6种多样性梯度,种植了多个树种超过30万棵树,是当前世界最大的野外人工生物多样性控制实验。研究人员通过连续5年的观测发现,生物多样性能促进地上初级生产力,而且生物多样性的作用随着时间的延长而显著增加。分析表明,随着时间的变化,物种间的互补效应显著增强;且互补效应与功能多样性的正相关关系也越来越显著。这表明具有不同功能策略的物种配对可能更高产。进一步研究发现,灌木多样性的结果也显示随着灌木多样性的增加,灌木与乔木间的竞争减弱。这表明森林中乔木与灌木之间也存在积极的互补效应。 该研究表明,不同生物多样性的森林在保护环境缓减气候变化中所起的作用具有明显差异,种植多物种混交林能实现生物多样性保护和减缓气候变化双赢,是比种植纯林更好的植树造林策略。该研究结果也从经济学上说明了生物多样性的重要性。估算显示,如果将实验中观察到的结果外推到世界现有森林,全世界树种多样性降低10%就会造成经济上每年200亿美元的损失。相关研究成果发表在2018年10月5日《科学》期刊。 丁陈君 摘编自http://www.cas.cn/syky/201810/t20181008_4665445.shtml 原文标题:植物所等在森林生物多样性与生态系统功能关系研究中取得进展
  • 《研究揭示多维生物多样性对森林生态系统功能的影响机制》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:xxw
    • 发布时间:2019-07-16
    • 全球变化(包括气候变化、土地利用和地表覆盖变化)和人类活动等导致了生物多样性的加速丧失,进而影响了生态系统的服务功能。近年来,生物多样性对生态系统功能的影响机制受到广泛关注,是生物多样性和生态学研究领域的热点问题。大量关于生物多样性与生态系统功能关系的研究表明,生物多样性是生态系统功能的主要驱动力,但以往的研究主要集中在草地生态系统。森林作为陆表最重要的生态系统,在调节全球碳循环、减缓气候变化、维持生态系统服务功能中发挥着不可或缺的作用。在自然森林群落中,群落结构远比草地生态系统复杂。除了乔木树种外,林下的灌木和草本具有高的物种多样性和重要的生态系统功能,但是,还缺乏将森林群落的乔木、灌木和草本多个层次的整合研究。森林群落中配置于不同垂直层的物种在进化历史、功能策略等方面存在较大差异,导致群落的构建机制可能不同。同时,将空间尺度纳入其中综合考虑时,多维(multi-dimension)生物多样性,包括物种多样性、系统发育多样性和功能多样性与生态系统功能之间的关系尚不清楚,其潜在的驱动机制也有待深入研究。 云南西北部地处我国三大河流(怒江、澜沧江和金沙江)的上游,区域内有三江并流世界自然遗产地和众多的自然保护区。由于其复杂的地质、气候历史和多样的地形地貌,造就了其富有特色的生物多样性。该地区位于全球生物多样性的热点地区“中国西南山地”的核心区域,是气候变化最为敏感和脆弱的地区之一。玉龙雪山沿海拔梯度存在多种气候类型,植物种类繁多,呈现出较为完整的山地植物垂直带谱,是滇西北植物多样性的缩影,也是我国重要的生态安全屏障,具有重要的生态系统服务功能。区域内的森林群落垂直结构明显,林下拥有丰富的植物多样性,为研究森林生态系统功能提供了天然的场所。中国科学院昆明植物研究所植物多样性演化和生态适应团队高连明研究组和植物多样性与基因组学团队李德铢研究组依托丽江森林生态系统定位研究站,于2013年开始,在丽江玉龙雪山建立了沿海拔梯度的森林群落样带,旨在开展全球变化生态学和群落生态学研究,以期揭示自然状态下真实的森林生物多样性与生态系统功能的关系。 最近,该团队与加拿大多伦多大学教授Marc Cadotte、美国哥伦布大学教授Kevin Burgess合作,以玉龙雪山沿海拔梯度样带为平台,综合多维生物多样性(物种多样性、系统发育多样性和功能多样性)和森林垂直结构(乔木、灌木和草本)研究了不同空间尺度(邻体尺度和样方尺度)下生物多样性对生态系统功能(地上生物量)的影响。研究发现,乔木的地上生物量与群落性状组成(高度和叶片磷含量)和功能多样性(比叶面积)呈正相关关系,暗示选择效应和生态位互补效应均为主导因素。乔木的地上生物量并未显着降低林下植物的地上生物量,而灌木的生物量与种子大小的多样性或多性状综合的功能多样性相关联;草本植物的地上生物量则主要受系统发育多样性和物种多样性的影响,表明互补效应在林下的群落中扮演重要角色。海拔梯度主要通过物种多样性、系统发育多样性和功能多样性对生物量产生间接影响。在全球变化背景下,该研究结果有助于科学支撑森林生物多样性的保护和管理。随着空间尺度的增大,多样性与生态系统功能之间的相关性呈上升的趋势,暗示在更大的空间尺度上,生物多样性与生态系统功能之间的关系可能更为紧密。因此,在山地森林生态系统实施天然林保护或者人工林建设中,不仅要考虑乔木树种的多样性,林下的灌木和草本作为独特的系统也需要纳入生态系统服务功能的考量中。该研究对于森林生态系统修复和天然林保护具有重要的指导意义。 研究成果以Greater than the sum of the parts: how the species composition in different forest strata influence ecosystem function 为题在国际生态学期刊Ecology Letters 在线发表。在站博士后罗亚皇为论文第一作者,合作导师高连明和李德铢为共同通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项 (XDB31000000)、国家自然科学基金(31800354)、国家博士后基金(2017M623082)、云南省科技领军人才项目(2017HA014)和云南省博士后定向培养项目的资助。该研究同时得到中西南野生生物种质资源库分子生物学平台的支持。