北京大學吳林蔚課題組與山東大學郭衛(wèi)華課題組、青島農(nóng)業(yè)大學郭霄課題組合作在Nature Communications上發(fā)表生態(tài)系統(tǒng)多功能性研究的最新進展。

植物多樣性（Plant Diversity）與生態(tài)系統(tǒng)多功能性（Ecosystem Multifunctionality）之間的正相關關系已為諸多生態(tài)學研究所證實。然而，生態(tài)系統(tǒng)中的土壤真菌作為關鍵微生物群落，其在這一關系中的作用機制尚未被充分揭示。為探索土壤真菌在調節(jié)植物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的潛在機制，本研究在控制條件下構建了190個植物群落實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)操控植物多樣性與土壤真菌多樣性水平，綜合評估十項生態(tài)系統(tǒng)功能表現(xiàn)，使用生態(tài)多功能性平均值與多重閾值法量化生態(tài)系統(tǒng)多功能性。

圖1 土壤真菌對植物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)多功能性的關系的潛在影響模式圖

該研究揭示了土壤真菌調控生態(tài)系統(tǒng)多功能性的多個重要發(fā)現(xiàn)：

土壤真菌緩沖功能顯著：施加殺真菌劑顯著降低土壤真菌多樣性（下降21%），但在植物多樣性高的群落中，殺真菌劑對生態(tài)系統(tǒng)多功能性的負面影響被顯著削弱。

多功能性受植物多樣性調控增強：在真菌多樣性降低的處理組中，植物多樣性與生態(tài)多功能性的正相關性增強，表明植物群落的物種豐富度可緩解真菌多樣性流失帶來的負面效應。

選擇效應成為關鍵機制：施加殺真菌劑后，高植物多樣性群落中更易出現(xiàn)優(yōu)勢功能物種，增強了選擇效應，成為維持多功能性的主要機制。

真菌群落譜系聚集程度增加：真菌群落的譜系聚集程度（NTI）在植物多樣性高的處理下增加，表明真菌群落功能冗余性增強，有助于生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定維持。

生態(tài)功能協(xié)同增強：施加殺真菌劑促進了不同生態(tài)功能間的協(xié)同關系，這種協(xié)同結構增強了系統(tǒng)整體多功能性。

本研究首次通過中宇宙控制實驗系統(tǒng)性揭示了土壤真菌在生態(tài)系統(tǒng)多功能性維持中的多重角色，強調了在全球變化背景下多類群生物多樣性保護的必要性，尤其是在低植物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)（如濱海濕地和農(nóng)田）中，真菌多樣性的保護至關重要。

山東大學郭衛(wèi)華教授、北京大學吳林蔚研究員與青島農(nóng)業(yè)大學郭霄副教授為本文的共同通訊作者。北京大學許振偉博士后為本文第一作者。Warwick J. Allen、胡奕、王警鋒和李明燕參與到相關研究中。研究得到了國家自然科學基金、中國博士后基金等項目資助。本研究以“Soil fungi influence the relationship between plant diversity and ecosystem multifunctionality”為題在Nature Communications期刊正式上線。