文章概述

本研究依托青藏高原高寒草地为期6年（2018-2023年）的多水平氮磷添加控制实验，借助 Price 方程将群落划分为持续、获得、丢失三类物种组分，定量解析不同物种组分对生产力时间稳定性的贡献。研究证实氮?磷协同添加会加剧高寒草地群落稳定性与物种丰富度下降；物种丰富度仅解释 5.3% 群落稳定性变异，持续与获得物种的丰富度合计可解释 53.1%的变异。养分添加主要通过压低持续物种内部异步动态，同时削弱获得?持续物种组间补偿异步性，共同驱动了群落稳定性的下降，阐明物种组成更替远比单纯物种丢失更为关键。

正文导读

养分富集如何驱动群落稳定性的下降：不是简单丢失物种，而是物种组成发生改变

生物多样性能够维持草地生产力的时间稳定性，但氮、磷富营养化往往会削弱这一多样性?稳定性正向关系。现有研究多聚焦于物种丰富度和均匀度等群落水平指标，却较少区分年间持续、获得、丢失的不同物种组分（持续物种为两年均存在的物种；获得物种为后一年新出现、前一年不存在的物种；丢失物种为前一年存在、后一年消失的物种），养分剂量、氮磷交互如何通过物种组成动态改变群落稳定性，内在机制仍有待解析。本研究引入Price方程的三组分划分框架，把群落稳定性拆解为持续、获得、丢失物种各自的稳定性，以及组间物种异步性，建立物种组成动态与生态系统稳定性之间的联系（图1）。

图1 基于Price方程的物种组成动态与群落稳定性概念框架

(a) 群落物种丰富度、生产力由持续物种、获得物种、丢失物种共同驱动；(b) 群落稳定性拆解为三类物种组自身稳定性，以及持续?获得、持续?丢失物种组间异步性。框架区分不同时间动态的物种组分，跳出仅看总物种数量的传统思路

多水平氮磷添加控制实验结果显示：随着氮磷添加水平的升高，群落稳定性和物种丰富度均显著下降，且氮磷共同添加时的下降速率更为迅速。物种丰富度的降低主要源于获得物种数量的减少以及持续存在物种丰富度的下降。值得注意的是，物种丰富度仅能解释群落稳定性沿养分梯度变化的 5.3%，而持续存在物种与获得物种的丰富度合计可解释 53.1% 的变异。进一步分析表明，养分添加导致持续存在物种减少，削弱了它们之间的异步动态；同时，获得物种的减少也降低了持续存在物种与获得物种之间的异步性，共同驱动了群落稳定性的下降。

图2.群落、获得物种、丢失物种、持续物种的稳定性与多样性沿养分添加梯度的变化规律

图3 各影响因子与群落稳定性的相关性

图4 氮磷添加影响高寒草地群落稳定性的结构方程模型

(a)(c) 分别为群落水平、组分水平的结构方程；红色箭头代表显著负效应，蓝色箭头代表显著正效应。氮磷添加降低持续、获得物种丰富度，进而降低物种异步性，最终降低群落稳定性；丢失物种贡献不显著

该研究揭示了养分添加对草地群落稳定性的削弱效应，主要通过改变物种组成、减少持续存在物种间的补偿动态来实现，而非传统所强调的物种丰富度丧失。这一发现强调了物种持续存在与获得在维持群落稳定性中的关键作用，表明保护生物多样性不仅要关注物种数量，更要重视物种的时间持续性，即那些能够长期定居并持续贡献生产力的关键物种，是维持生态系统功能稳定的核心力量。

论文信息

Multi-level nitrogen and phosphorus addition synergistically reduces alpine grassland stability via species compositional changes

Fei Ren（任飞）, Mengjiao Chen（陈梦娇）, Fengyuan He, Xinyan Liu, Lanping Li（李兰平）, Defei Liang（梁德飞）, Zhenhua Zhang（张振华）, Biao Zhu（朱彪）, Jordi Sardans, Josep Peñuelas, Chao Wang*（王超）

Functional Ecology

DOI：10.1111/1365?2435.70436

扫码阅读全文

期刊简介

Functional Ecology (FEC)是英国生态学会旗下、由Wiley出版的生态学期刊。期刊重点关注生态格局和生态过程背后的作用机制，涵盖个体、种群、群落和生态系统等不同组织层次，尤其重视生物功能性状、生理生态过程、物种相互作用及生物对环境变化的响应。期刊致力于发表能够深化生态学机制认识并推动生态学理论发展的原创研究。

2025 JIF：5.5 ｜ CiteScore：9.5

https://onlinelibrary.wiley.com/journal/14749726

扫码进入期刊主页