近日，兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室研究团队在青藏高原高寒草甸开展的一项为期三年的野外控制实验取得重要突破。该研究首次在自然环境中系统检验了光照限制假说，揭示了光竞争是富营养化导致植物多样性丧失的核心机制，为全球生物多样性保护提供了新思路。相关研究成果已发表于国际权威期刊《全球变化生物学》。

外源养分输入（如氮、磷沉降及化肥施用）虽显著提升了全球陆地生态系统的植被生产力，却普遍引发物种多样性下降。传统观点认为，养分富集通过改变土壤性质（如酸化、金属离子毒害）或降低资源异质性来减少生物多样性。然而，近年有学者提出，光限制可能是更关键的因素，但这一假说长期缺乏野外直接证据支持。

高寒草甸作为全球物种多样性最丰富的植被类型之一，其单位面积物种丰富度可与热带雨林媲美，是研究生物多样性变化的理想场所。研究团队在青藏高原东北部的高寒草甸开展实验，通过全光谱LED灯带为植物“补光”，并同步添加氮、磷或二者结合的营养元素，系统检验了光照限制对植物群落多样性的影响。

实验结果显示，在所有养分添加情景中，补充光照均能恢复丧失的植物多样性。具体而言，在氮添加环境中，补光主要促进新物种定植；在磷添加环境中，补光主要减少物种流失；而在氮磷共添加环境中，补光则同时促进新物种定植并减少物种流失。

“植物功能性状分析揭示，资源获取型物种（如叶片较薄、比叶面积较大的植物）在富营养化条件下面临更强的生存压力。”兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室贺金生教授表示，随机森林模型进一步表明，光可利用性是物种丰富度的最重要预测因子，其重要性显著高于微气候、土壤养分、pH值、资源维度及土壤金属离子含量。

研究首次通过野外实验证实，性状介导的光竞争是富营养化引起多样性下降的核心生态过程。与之形成对比的是，土壤酸化、有毒金属离子积累及生态位维度降低等传统假说均未得到支持。

研究指出，通过适度放牧或定期刈割等管理措施改善群落光照条件，可有效维持植物群落的多样性与持续性。这一发现为全球富营养化生态系统的生物多样性保护提供了科学依据。例如，在草原管理实践中，可通过调整放牧强度或刈割频率来优化光照分布，从而减缓养分富集对生物多样性的负面影响。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/gcb.70521

在青海海北州高寒草甸的补光实验。（注：补光通常在白天于近地表进行，但白天肉眼无法观测，夜间光照仅用于拍摄样地补光效果。）兰州大学供图。

在青海海北州高寒草甸的补光实验。（注：补光通常在白天于近地表进行，但白天肉眼无法观测，夜间光照仅用于拍摄样地补光效果。）兰州大学供图。