朱朝东团队揭示从种群到集合群落的跨营养级稳定性驱动机制

　　

生态稳定性对于维持生态系统功能至关重要，但正受到生物多样性丧失的威胁。尽管已有研究探讨了单一营养级内多样性—稳定性关系如何从种群尺度扩展到群落和集合群落尺度，但在考虑不同营养级之间相互作用时，这种稳定性的跨尺度传递机制仍知之甚少。中国科学院动物研究所朱朝东研究员团队联合德国哥廷根大学 Andreas Schuldt 教授、中国科学院植物研究所马克平院士、刘晓娟研究员以及北京大学王少鹏教授等国内外研究人员，依托亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台（BEF-China），首次构建了跨营养级、多组织层次的生态稳定性分析框架（图1），系统解析了植物和植食性昆虫稳定性在种群、群落和集合群落尺度上的传递机制，以及自上而下和自下而上调控对生态系统稳定性的相对贡献。相关成果以 "Scaling biodiversity-stability relationships from populations to meta-communities across trophic levels" 为题发表于?Nature Communications。

研究结果表明，生物多样性不仅能够提升单一营养级内部的生态稳定性，而且能够通过食物网作用在植物和植食性动物之间实现稳定性的跨营养级传递，并沿着种群、群落和集合群落等不同生态组织层次逐级放大。研究发现，植物和植食性动物群落内部的物种多样性、种群稳定性和异步性共同驱动了群落及集合群落稳定性的形成，但不同营养级的稳定性维持机制存在明显差异（图2）：植物稳定性主要依赖于种群稳定性的累积效应，而植食性动物稳定性则更多来源于物种间异步波动产生的补偿效应。尤为重要的是，植食性动物物种多样性是跨营养级稳定性的核心驱动因素，其通过增强植物种群稳定性和物种异步性，产生了显著的自上而下稳定效应，并进一步促进植物群落和集合群落稳定性的提升；相比之下，由植物多样性驱动的自下而上调控作用整体较弱，仅对植食性动物稳定性产生有限影响（图3）。这一结果突破了传统认为森林生态系统稳定性主要受资源自下而上控制的认识，揭示了消费者多样性在维持森林生态系统稳定性中的重要作用。

该研究首次构建了连接种群、群落和集合群落等不同生态组织层次，并贯通植物与植食性动物两个营养级的稳定性分析框架，系统揭示了生态稳定性在多层级、多营养级之间的传递机制，为理解生物多样性维持生态系统稳定性的内在机制提供了新的理论视角。研究结果表明，在全球昆虫多样性持续下降和森林食物网不断简化的背景下，消费者多样性的丧失不仅会削弱自身群落稳定性，还可能通过自上而下级联效应降低植物群落乃至整个森林生态系统的稳定性。因此，该研究为全球变化背景下森林生物多样性保护、生态系统稳定性维持以及可持续森林经营提供了重要的理论基础和科学依据。

? 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-75366-1

图1?稳定性在不同生态层次尺度及营养级之间的形成与传递机制示意图

图2?结构方程模型揭示不同生态层次稳定性调控路径，涵盖营养级内与跨营养级过程

图3?植物与植食性昆虫物种多样性对不同生态层次稳定性的交互作用效应大小统计