生物多樣性與生態係統功能的關係是當前群落生態學領域的研究熱點。生態係統能夠同時提供多種生態係統功能的能力，這種能力被稱為生態係統多功能性。早期的生物多樣性與生態係統功能研究大多隻關注單一營養級與生態係統功能。然而，在自然生態係統中，單一營養級與生態係統功能往往不能代表，且很可能低估生物多樣性對生態係統總體功能的影響。近年來, 生物多樣性與生態係統多功能性 (Biodiversity-Ecosystem Multifunctionality, BEMF) 關係的研究逐漸發展成為生物多樣性與生態係統功能領域的新興研究方向。

　　森林生態係統作為重要的陸地生態係統之一，可以提供重要的係列生態係統功能與服務，例如，碳貯存、氣候調節、養分循環、凋落物分解及抵抗病蟲害等，在維持全球生物多樣性及生態係統功能中具有不可替代的作用。然而，在森林群落中，不同營養級（包括動物、植物和微生物）的多樣性以及其互作網絡如何影響生態係統的多功能性仍不清楚。同時，將空間尺度納入綜合考慮時，生物多樣性與生態係統多功能性之間的關係如何發生變化，相關的生態學機製也有待深入研究。 

　　中國科學院昆明植物研究所高連明研究組和李德銖研究組依托麗江森林生物多樣性國家野外科學觀測研究站，通過建立玉龍雪山海拔梯度森林樣帶研究平台開展了多年的研究。前期研究表明，森林垂直群落在群落構建和生態係統功能維持機製中存在較大差異 (Luo et al. 2019a, Journal of Biogeography; Luo et al. 2019b, Ecology Letters)。最近，研究團隊與昆明動物研究所蔣學龍研究員團隊、貴州大學昆蟲研究所李娟博士、加拿大多倫多大學Marc Cadotte教授和美國哥倫布大學Kevin Burgess教授等合作，整合了海拔梯度不同營養級的9個類群（包括喬木、灌木、草本、葉片蟎類、小型獸類、細菌、病原型真菌、腐生型真菌和共生型真菌）和13個重要的生態係統功能指標，通過平均值法、未加權的閾值法和加權的閾值法等多種生態係統多功能計算方法，分析了空間尺度介導的多營養級多樣性和共線性網絡複雜性如何影響生態係統的多功能性。研究結果表明，與單一生物類群相比，多營養級多樣性對生態係統多功能性的影響更大，暗示維持生態係統的多功能性需要多類群共同參與。共線性網絡分析發現，網絡的複雜性與生態係統的多功能性之間顯著正相關；隨著空間尺度的增大，多樣性與生態係統多功能性之間的相關性呈上升趨勢，表明在更大的空間尺度上，多營養級多樣性和互作網絡與生態係統多功能性之間的關係可能更為緊密。值得強調的是，研究還發現，高海拔樹線附近的森林群落具有更高的生態係統多功能性，在未來的研究和生態係統保護中需特別關注。相關研究結果對滇西北亞高山森林生物多樣性的保護和生態係統的科學管理提供了重要的科學支撐。 

　　目前，研究成果以Multitrophic diversity and biotic associations influence subalpine forest ecosystem multifunctionality為題在美國生態學學會會刊Ecology在線發表。羅亞皇副研究員為論文第一作者，高連明研究員為通訊作者。該研究得到中國科學院戰略性先導科技專項 (XDB31000000)、國家自然科學基金（31800354、41971071)）、中國科學院青促會 (2021392)和中國科學院國際合作項目（151853KYSB20190027）等項目的資助。  

　　文章鏈接 

圖1 尺度依賴的多營養級多樣性和網絡複雜性對海拔梯度的生態係統多功能性的影響示意圖 

圖2 海拔、多營養級多樣性和生物相互作用對生態係統多功能性(閾值為T = 25%) 影響的結構方程模型。其中a: 領體尺度; b: 樣方尺度。