生態穩定性對於維持生態係統功能至關重要，但正受到生物多樣性喪失的威脅。盡管已有研究探討了單一營養級內多樣性—穩定性關係如何從種群尺度擴展到群落和集合群落尺度，但在考慮不同營養級之間相互作用時，這種穩定性的跨尺度傳遞機製仍知之甚少。必威精装版app西汉姆联 朱朝東研究員團隊聯合德國哥廷根大學 Andreas Schuldt 教授、中國科學院植物研究所馬克平院士、劉曉娟研究員以及北京大學王少鵬教授等國內外研究人員，依托亞熱帶森林生物多樣性與生態係統功能實驗平台（BEF-China），首次構建了跨營養級、多組織層次的生態穩定性分析框架（圖1），係統解析了植物和植食性昆蟲穩定性在種群、群落和集合群落尺度上的傳遞機製，以及自上而下和自下而上調控對生態係統穩定性的相對貢獻。相關成果以 "Scaling biodiversity-stability relationships from populations to meta-communities across trophic levels" 為題發表於 Nature Communications。

研究結果表明，生物多樣性不僅能夠提升單一營養級內部的生態穩定性，而且能夠通過食物網作用在植物和植食性動物之間實現穩定性的跨營養級傳遞，並沿著種群、群落和集合群落等不同生態組織層次逐級放大。研究發現，植物和植食性動物群落內部的物種多樣性、種群穩定性和異步性共同驅動了群落及集合群落穩定性的形成，但不同營養級的穩定性維持機製存在明顯差異（圖2）：植物穩定性主要依賴於種群穩定性的累積效應，而植食性動物穩定性則更多來源於物種間異步波動產生的補償效應。尤為重要的是，植食性動物物種多樣性是跨營養級穩定性的核心驅動因素，其通過增強植物種群穩定性和物種異步性，產生了顯著的自上而下穩定效應，並進一步促進植物群落和集合群落穩定性的提升；相比之下，由植物多樣性驅動的自下而上調控作用整體較弱，僅對植食性動物穩定性產生有限影響（圖3）。這一結果突破了傳統認為森林生態係統穩定性主要受資源自下而上控製的認識，揭示了消費者多樣性在維持森林生態係統穩定性中的重要作用。

該研究首次構建了連接種群、群落和集合群落等不同生態組織層次，並貫通植物與植食性動物兩個營養級的穩定性分析框架，係統揭示了生態穩定性在多層級、多營養級之間的傳遞機製，為理解生物多樣性維持生態係統穩定性的內在機製提供了新的理論視角。研究結果表明，在全球昆蟲多樣性持續下降和森林食物網不斷簡化的背景下，消費者多樣性的喪失不僅會削弱自身群落穩定性，還可能通過自上而下級聯效應降低植物群落乃至整個森林生態係統的穩定性。因此，該研究為全球變化背景下森林生物多樣性保護、生態係統穩定性維持以及可持續森林經營提供了重要的理論基礎和科學依據。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-75366-1

圖1 穩定性在不同生態層次尺度及營養級之間的形成與傳遞機製示意圖

圖2 結構方程模型揭示不同生態層次穩定性調控路徑，涵蓋營養級內與跨營養級過程

圖3 植物與植食性昆蟲物種多樣性對不同生態層次穩定性的交互作用效應大小統計