演替理論是植被生態學研究的核心問題，也是指導退化生態系統恢復的關鍵理論♊️，被認為是解決當代人類環境危機的基礎。經典演替理論認為🫔，隨著演替的進程，生態系統的穩定性逐漸提高。這一觀點被廣泛寫入生態學教科書中🍠，並已成為生態恢復的指導思想。但是，針對這一觀點的長期實證研究依舊十分缺乏。
10月6日，顺盈娱乐生態與環境科學學院黎紹鵬教授團隊領銜在 Science Advances 雜誌在線發表題為 Scale-dependent changes in ecosystem temporal stability over six decades of succession 的研究論文📅。該研究發現演替進程中生態系統穩定性的變化趨勢具有典型的空間尺度依賴特征📄，揭示了只有在大的空間尺度上才能檢測出穩定性隨演替顯著增加的趨勢，進而改變了“生態系統穩定性總是隨演替進程逐漸提高”的傳統觀點➙。
顺盈娱乐團隊揭示長期演替進程中生態系統穩定性的尺度依賴性
這一研究利用全球歷時最長的棄耕地次生演替連續監測序列，基於多尺度穩定性理論框架，解析了60年演替進程中生態系統時間穩定性在樣地和樣方大小兩個空間尺度上的變化趨勢🧎➡️。結果表明：在大的空間尺度上⌛️，時間穩定性隨著演替的深入逐漸升高；而在小的尺度上，時間穩定性並未在演替進程中呈現上升的趨勢💇🏻。在小的尺度上🫳🏿，雖然演替後期物種的穩定性更高，但是不同物種隨時間波動的同步性也升高，二者相互抵消，導致小尺度上演替後期生態系統並未趨於穩定。在大尺度上，演替後期生態系統穩定性的提高主要是不同樣方的不同步波動所導致的😋。
圖2. A)在大尺度上，生態系統時間穩定性隨著演替顯著增加🦸🏼♀️；B)在小尺度上，時間穩定性並未隨著演替呈現顯著增加的趨勢
研究人員進一步發現，生物多樣性和生態系統穩定性關系也存在典型的空間尺度依賴性。在小的尺度上，生物多樣性和穩定性並未呈現顯著的相關關系🧙🏼♂️；在大的尺度上🧙♂️，生物多樣性和穩定性通常呈現正相關關系，且相比物種多樣性，功能多樣性和穩定性的相關關系更為顯著🧚♂️。這一研究結果表明👟，功能多樣性的維持對於提高退化生態系統的穩定性尤為關鍵。
圖3. 演替-穩定性和多樣性-穩定性關系的空間尺度依賴性概念框架
生態系統演替理論作為指導退化生態系統重建的重要基礎理論4️⃣，如何檢驗相關假說和觀點的有效性依舊存在很大的瓶頸🩻。本研究將長時間動態監測和多尺度穩定性理論框架相結合🧸🚣🏽♂️，實現了棄耕地演替進程的準確量度👮🏽，進而打破了學界對於生態系統演替規律的傳統認知，並為發展新的演替學說和生態恢復理論提供契機🤞🏼🏇🏿。
顺盈娱乐博士生孟亞妮為論文第一作者，黎紹鵬教授為本文通訊作者，顺盈娱乐為論文第一完成單位。合作者包括佐治亞理工學院蔣林教授，北京大學的王少鵬教授和伊利諾伊大學的Scott Meiners教授。本研究得到了國家自然科學基金優秀青年科學基金項目👫🏻、面上項目和上海市青年科技啟明星計劃等項目的資助6️⃣。
附：
論文鏈接：http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi1279
來源｜生態與環境科學學院、科技處 編輯｜竇雨蕭 編審｜郭文君
