11月10日，中国科学院植物研究所研究员杨元合团队与合作者在《自然—植物》（Nature Plants）上发表了最新研究，解析了草地退化对生物多样性与生态系统多功能性关系的影响机制。

草地是全球陆地生态系统的重要组成部分，具有重要的生产和生态功能。然而，目前全球约50%草地正面临不同程度的退化。草地退化过程通常伴随着植物和土壤微生物群落的变化，进而可能重塑生物多样性与生态系统多功能性之间的关系。由于缺乏大尺度观测证据，目前尚不清楚草地退化是否影响生物多样性与生态系统多功能性关系。

为了解决上述科学问题，研究团队以青藏高原高寒草地为研究对象，开展了2600公里的样带调查。

具体而言，他们在高寒草原、高寒草甸和沼泽化草甸三种草地类型选取了44个样点，进行未退化和中度退化配对样方调查与取样（共792个样方）。基于采集的植物和土壤样品，他们测定了植被生产力、土壤碳氮磷库、水分保持以及有机质分解等20个生态系统功能指标。同时，基于野外调查与扩增子测序方法量化了植物群落和土壤生物群落的多样性指标。

研究人员发现，退化显著削弱了多数生态系统功能，平均下降幅度达20.3%，并导致生态系统多功能性整体显著降低。然而，植物、土壤细菌、真菌和原生生物的物种丰富度以及土壤生物多样性均显著增加。

接下来，研究人员基于结构方程模型量化了气候因素、草地退化指数、植物丰富度和土壤生物多样性对生态系统多功能性的影响途径和相对贡献。结果表明，草地退化能直接降低生态系统多功能性，同时也能间接通过生物多样性影响生态系统多功能性。更重要的是，草地退化改变了生物多样性与生态系统多功能性之间的关系：草地退化后植物多样性对生态系统多功能性的影响减弱，而土壤生物多样性的作用增强，进而导致多样性-生态系统多功能性的关系由植物主导转变为微生物主导。研究人员认为，这主要与退化后植物多样性的选择效应和互补效应减弱、土壤微生物多样性的互补效应增强有关。

该研究揭示了土壤微生物多样性在维持退化草地生态系统功能中的关键作用，为研发基于微生物菌剂恢复退化草地的生态修复技术提供了理论依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-025-02147-x