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科研人員在草地樣方采集信息

團(tuán)隊(duì)成員合影

　　上世紀(jì)中葉，在青藏高原隨處可見(jiàn)豐富多樣的野生生物。由于人類(lèi)活動(dòng)的加劇和氣候的變化，如今的青藏高原生態(tài)環(huán)境危機(jī)重重：氣溫上升，凍土退化，土地沙化、鹽化，植被退化，野生動(dòng)植物資源明顯減少……

　　近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所賀金生研究員課題組對(duì)青藏高原地上與地下生物多樣性協(xié)同作用開(kāi)展的研究，已引起國(guó)內(nèi)外多方關(guān)注。

　　影響全球氣候

　　青藏高原是世界上面積最大、海拔最高的高原，占我國(guó)國(guó)土面積的1/4。與此同時(shí)，青藏高原也是全球氣候變化的敏感地帶，正經(jīng)歷著明顯的溫暖化過(guò)程，變暖的速度是全球平均值的兩倍。據(jù)“青藏高原生態(tài)地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目專(zhuān)家最新調(diào)查顯示，30年間青藏高原冰川平均每年減少148平方公里，這直接影響全球氣候，影響江河水流量和農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

　　為此，高寒生態(tài)系統(tǒng)與全球變化實(shí)驗(yàn)室于2009年成立，隸屬于中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所，賀金生是實(shí)驗(yàn)室主任。

　　實(shí)驗(yàn)室立足于青藏高原，長(zhǎng)期從事高寒生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的響應(yīng)和適應(yīng)、高寒濕地溫室氣體排放及其對(duì)全球變化的反饋，以及高寒草地碳氮循環(huán)等方面的研究。

　　布樣高寒草地

　　青藏高寒草地對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)是氧氣稀薄之地，但并不意味著高寒草地不可踏足。賀金生告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：“我們的足跡幾乎踏遍了青海和西藏的高寒草地?！?/p>

　　賀金生課題組與中科院南京土壤所、中科院植物所、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院以及哥本哈根大學(xué)的科研人員合作，利用野外大范圍的調(diào)查取樣，結(jié)合室內(nèi)高通量測(cè)序等技術(shù)，探討了青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)中生物因子（植物和土壤生物，包括動(dòng)物、細(xì)菌、菌根真菌和古菌多樣性）和非生物因子（氣候和土壤）對(duì)生態(tài)系統(tǒng)同時(shí)提供多種功能的能力，即多功能性的影響。

　　研究發(fā)現(xiàn)，青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)多功能性與植物物種豐富度、土壤細(xì)菌和動(dòng)物多樣性正相關(guān)，但與土壤古菌和菌根真菌多樣性無(wú)顯著關(guān)系。更重要的是，地上與地下生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的聯(lián)合效應(yīng)比兩者的單獨(dú)效應(yīng)更強(qiáng)。地上與地下生物多樣性共同解釋了45%的生態(tài)系統(tǒng)多功能性變異，而一系列生物、非生物因素的解釋力達(dá)到86%。

　　賀金生說(shuō)：“該研究有兩方面的意義：第一，地下生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性有重要作用，將提高我們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的預(yù)測(cè)能力；第二，區(qū)域尺度的氣候變化能夠調(diào)節(jié)生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響?！?/p>

　　成果受?chē)?guó)內(nèi)外關(guān)注

　　“生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能一直是生態(tài)學(xué)研究的核心?！辟R金生說(shuō)，“以往的研究多關(guān)注地上植物多樣性與單個(gè)生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系，而忽視了生態(tài)系統(tǒng)具有同時(shí)提供多種生態(tài)系統(tǒng)功能的能力，即生態(tài)系統(tǒng)多功能性。”

　　生態(tài)系統(tǒng)多功能性不僅受地上植物多樣性的影響，同時(shí)也受土壤動(dòng)物、微生物等地下生物多樣性的驅(qū)動(dòng)，但由于研究手段的限制，科學(xué)家對(duì)地上、地下生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的相對(duì)影響了解甚少。不僅如此，氣候?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)多功能性的調(diào)控機(jī)理也不明確。

　　氣候變化不但會(huì)直接影響生物體的生理特征，而且還會(huì)通過(guò)改變生物生存的環(huán)境，進(jìn)而影響生物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能。因此，研究地上與地下生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的協(xié)同作用，尤其是在氣候變化敏感區(qū)——青藏高原，具有非常重要的意義。

　　賀金生課題組于2015年9月在《自然·通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了題為《生態(tài)系統(tǒng)的多功能性和地上與地下生物多樣性的關(guān)聯(lián)通過(guò)氣候來(lái)調(diào)節(jié)》的文章。

　　截至2016年4月12日，該文章在線閱讀次數(shù)達(dá)6139次，國(guó)外有9篇報(bào)道和2篇Faculty 1000（由權(quán)威專(zhuān)家學(xué)者推薦，提供目前世界上最重要的生物學(xué)論文資訊及研究趨勢(shì)）推薦。

　　著名生態(tài)學(xué)家、瑞士蘇黎世大學(xué)Bernhard Schmid教授認(rèn)為賀金生課題組發(fā)表的文章是目前最全面的一篇分析地上與地下生物多樣性以及環(huán)境因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性影響的文章。

　　著名微生物學(xué)家Marcel van der Heijden教授認(rèn)為，賀金生課題組的研究在前人基礎(chǔ)上前進(jìn)了一步，探討了地上和地下生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的作用。他還指出，基于賀金生的研究，未來(lái)的一個(gè)研究前沿將是利用實(shí)驗(yàn)手段，研究土壤生物多樣性的變化如何影響生態(tài)系統(tǒng)的多功能性。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2016-04-18 第5版 創(chuàng)新周刊)