本文首发于“生态学者”微信公众号！作者投稿系列
陆地生态系统同时受到全球变暖、干旱、氮沉降、火烧、过度放牧等众多气候变化和人类活动等因素的影响。过去关于单个全球变化因子对碳固存、土壤肥力和生物多样性等生态系统服务的影响具有较为全面地认识。然而，当前关于全球变化因子数对生态系统服务抵抗力影响的认识仍不清楚。这对我们未来精确评估和预测复杂全球变化情景对陆地生态系统可持续发展的影响带来了重要挑战。
西班牙国家科学院塞维利亚农业与资源环境研究所周贵尧研究员团队联合西班牙阿利坎特大学、德国生物多样性综合研究中心、东北林业大学、美国麻省理工学院和澳大利亚新南威尔士等十余家大学或者科研机构，通过对全球六大洲的14038个全球变化控制实验的观测数据进行了系统分析，发现生态系统服务对全球变化因子的抵抗力会随着因子数的增加而逐渐降低，全球变化因子数和其它生态因子共同调控了生态系统服务对全球变化的抵抗力（图1和图2）。与此同时，相较于土壤固碳，植被生产力和土壤有机质分解等生态系统功能，地上和地下生物多样性对全球变化因子具有更强的抵抗力。这些结果表明，自然生态系统的可持续性取决于减少与人类活动直接或间接相关的全球变化因子的多维性，仅考虑单一全球变化因子的影响可能无法精确地捕捉未来生态系统多重服务对复杂全球变化情境的响应和演变过程。
在此基础上，研究团队利用美国Jasper Ridge全球变化实验15年的植被生产力作为关键生态系统服务，对全球结果进行交叉验证。通过对Jasper Ridge实验包括增温、降水增加、氮沉降、大气CO2浓度增加以及火烧等全球变化因子进行了一、二和三个因子随机组合，进一步证实了全球变化因子数的增加将显著降低生态系统服务的抵抗力（图三）。这些结果揭示生态系统服务对全球变化的抵抗力会随着因子数和影响时间而增加，同时表明我们未来需要同时考虑多种全球变化因子对生态系统服务抵抗力的综合影响，以更好地应对全球变化带来的挑战。
该研究以“Resistance of ecosystem services to global change weakened by increasing number of environmental stressors”为题发表于Nature Geoscience杂志。西班牙国家科学院塞维利亚农业与资源环境研究所周贵尧研究员为论文第一作者，德国科学院院士、德国生物多样性综合研究中心Nico Eisenhauer教授，东北林业大学周旭辉教授和西班牙国家科学院Manuel Delgado-Baquerizo教授为共同通讯作者。美国麻省理工学院Cesar Terrer博士，澳大利亚新南威尔士大学David J. Eldridge教授，山东大学段慧敏同学，西班牙阿利坎特大学Emilio Guirado博士，西班牙马德里康普顿斯大学Miguel Berdugo博士，上海植物园周灵燕研究员和福建农林大学刘圣恩博士在该研究中做出了重要贡献。
图1 全球变化因子数量和其它生态因子调控生态系统服务对全球变化的抵抗力
图2 机器学习预测单种和两种全球变化因子情景下生态系统服务抵抗力的全球分布
图3 Jasper Ridge全球变化实验揭示增加的全球变化因子数量降低关键生态系统服务的抵抗力
原文链接 ↓
https://doi.org/10.1038/s41561-024-01518-x
