近几十年以来,中国陆地生态系统的大气氮沉降持续增加。这种外源氮输入会影响植物多样性和生产力,进而影响植食性昆虫的种群动态。门源草原毛虫(Gynaephora menyuanensis)是青藏高原东北部高寒草地的主要植食性昆虫,种群数量爆发时会造成巨大的生态经济损失。为了探明草原毛虫种群密度如何响应氮沉降加剧,依托青海海北高寒草地“外源氮添加梯度”控制实验平台(0、25、50、100 kg N hm^(-2)a^(-1)),详细调查了门源草原毛虫的种群密度及其相关的食物数量、质量和栖息地环境变化。结果表明:(1)外源氮添加显著影响门源草原毛虫的虫口密度(ANOVA:F=3.29,P=0.04),且草原毛虫虫口密度随氮添加量的增加呈线性增加趋势(R^(2)=0.31,P=0.005)。(2)外源氮添加梯度下,食物质量(叶片氮含量),而非食物数量(植物地上生物量和禾草地上生物量)和栖息地环境(土壤温度、湿度和光照条件),是草原毛虫虫口密度变化的关键影响因素。基于上述结果,可以预测:未来氮沉降的加剧可能促进青藏高原高寒草地门源草原毛虫的虫害爆发。研究将为全球变化背景下高寒草地的适应性管理和虫害防控提供科学依据。
全球变化和人类活动引起的生物多样性丧失将会对生态系统功能产生诸多不利影响,如生产力下降、养分循环失衡等。因此,始于20世纪90年代的生物多样性与生态系统功能(biodiversity and ecosystem functioning,BEF)研究一直是生态学界关注的热点。然而,随着研究的深入,人们逐步认识到生态系统并非仅仅提供单个生态系统功能,而是能同时提供多个功能,这一特性被称之为"生态系统多功能性"(ecosystem multifunctionality,EMF)。尽管有此认识,但直到2007年,研究者才开始定量描述生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality,BEMF)的关系。目前,BEMF研究已成为生态学研究的一个重要议题,但仍存在很多问题和争议,如缺少公认的多功能性测度标准、生态系统不同功能之间的权衡问题等。本文概述了BEMF研究的发展历程、常用的量化方法、EMF的维持机制和不同研究视角下BEMF的关系。针对现有研究中的不足,本文还总结了需要进一步深入研究的地方,特别强调了优化EMF测度方法和研究不同维度生物多样性与EMF间关系的重要性,以期对未来的BEMF研究有所帮助。
生物多样性与生态系统多功能性(biodiversity and ecosystem multifunctionality,BEMF)之间的关系是目前生态学研究的一个热点,其中,生态系统多功能性(EMF)的测度方法是研究该问题的技术关键。由于缺乏统一的认识,目前存在多个多功能性的测度方法,这使人们对生物多样性与生态系统多功能性之间关系的理解复杂化。本文介绍了国际上常用的单功能法、功能–物种替代法、平均值法、单阈值法、多阈值法、直系同源基因法和多元模型法的原理及其特点,并对其中较难理解的多阈值法进行了举例说明,希望能对理解EMF的测度方法有所帮助。本文按不同的EMF测度方法对已发表的有关文章进行了归类,以期帮助读者更好地选择EMF的测度方法。由于缺乏相对统一的、代表各个层次的生态系统功能的测度方法,导致不同的研究结果难以相互比较,严重限制了生物多样性与生态系统多功能性研究的发展;所以,研发新的、具有普遍适用性的EMF测度方法已成为当务之急。
