生物多样性与生态系统稳定性的关系是生态学研究的核心议题。过去半个世纪，生态学研究主要聚焦于地上植物多样性对稳定性的贡献。近年来，土壤生物多样性的作用日益受到关注--例如，有益真菌多样性可增强生态系统稳定性，而病原真菌则可能产生负面效应。土壤寄生原生生物在陆地生态系统中无处不在，然而其与生态系统稳定性之间的关系仍知之甚少。尽管小尺度研究表明寄生原生生物可通过植物-土壤反馈影响宿主植物生长和土壤微生物群落，最终调控生态系统生产力，但其分类多样性在全球尺度上是否以及如何与生产力稳定性产生关联，仍是一个悬而未决的问题。
图1 寄生性原生生物多样性、生产力与生态系统稳定性关系的概念框架
陈迪马教授团队联合西班牙塞维利亚自然资源与农业生物学研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授，针对这一科学缺口，利用两个独立的全球土壤生物多样性调查数据集(涵盖180个和148个采样点，遍布六大洲)，结合2001-2018年长时间序列卫星遥感NDVI数据，系统解析了土壤寄生性原生生物分类多样性(顶复门Apicomplexa、卵菌门Oomycota、鱼孢虫门Ichthyosporea)对生态系统时间稳定性的影响。
图2 全球采样点分布及土壤寄生性原生生物主要类群的相对丰度
关键发现一：顶复门多样性主导寄生原生生物与稳定性的正相关关系。线性回归分析表明，土壤寄生原生生物总多样性与生态系统时间稳定性在两个独立全球数据集中均呈显著正相关。进一步分析显示，这一正向关系主要归因于顶复门Apicomplexa多样性--其多样性与生态系统时间稳定性在两个数据集中均呈显著正相关，而与时间标准差无显著关系。这意味着顶复门Apicomplexa主要通过提高平均生产力而非降低生产力波动来增强生态系统稳定性，这一机制与植物多样性研究中经典的“超产效应”高度相似。相比之下，卵菌门Oomycota仅与平均生产力呈正相关，鱼孢虫门Ichthyosporea则几乎无显著相关性。
图3 土壤寄生原生生物多样性与生态系统时间稳定性及其组分的关系
图4 不同寄生原生生物类群多样性与生态系统时间稳定性及其组分的关系
关键发现二：顶复门Apicomplexa多样性是解释全球生态系统稳定性的重要生物因子。研究团队构建了分段结构方程模型，综合考虑空间、气候、土壤性质等多重环境因子后发现，顶复门Apicomplexa多样性对生态系统时间稳定性具有显著的直接正向效应。即使在控制了空间、气候和土壤等非生物变量后，这一正向关系依然稳健存在。这表明，土壤寄生原生生物多样性--尤其是顶复门Apicomplexa--在维持全球陆地生态系统生产力时间稳定性方面，其重要性可与气候、土壤等非生物驱动因子相媲美。
图5 土壤寄生原生生物多样性对生态系统时间稳定性的影响
关键发现三：气候调节顶复门Apicomplexa多样性与生态系统稳定性的关系。研究发现，气候是调节顶复门Apicomplexa多样性与生态系统稳定性关系的关键因子。线性回归模型揭示了气候与顶复门Apicomplexa多样性对生态系统稳定性存在显著交互效应(P<0.001)。进一步按气候带分析发现：在干旱带、温带和大陆带(生产力较低、气候寒冷或干燥)，顶复门Apicomplexa多样性与生态系统稳定性呈显著正相关；在热带地区(生产力高、气候湿润)，这一关系不显著。这表明在低生产力的寒冷或干旱生态系统中，顶复门Apicomplexa多样性的稳定化效应更为突出；而在高生产力的热带系统中，由于植物本身生产力较高且养分循环效率高，寄生原生生物的贡献可能被稀释。
图6 气候在全球尺度上调节顶复门Apicomplexa多样性与生态系统时间稳定性的关系
本研究首次在全球尺度上提供了土壤寄生原生生物多样性与生态系统时间稳定性之间存在统计关联的大尺度实证证据。研究揭示了三个重要观点：第一，寄生原生生物并非总是“有害”的，顶复门Apicomplexa等寄生类群通过调控食物网结构和养分过程，可能对生态系统稳定产生积极的直接或间接效应；第二，生物多样性-稳定性关系具有类群特异性，不同寄生原生生物类群与生态系统稳定性的关系存在显著差异；第三，环境背景决定生物多样性的功能重要性，气候条件强烈调节这一关系，提示在全球变化背景下，不同地区生态系统稳定性对生物多样性丧失的敏感性可能存在根本差异。
该研究以“The diversity of soil parasitic protists shapes ecosystem stability worldwide”为题发表在国际顶尖学术期刊 《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上。团队客座青年教师王冰副教授、陈迪马教授为论文共同第一作者，陈迪马教授与西班牙塞维利亚自然资源与农业生物学研究所Manuel Delgado-Baquerizo教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和内蒙古自治区自然科学基金等项目的资助。
全文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.252890112
（初审：李子豪 复审：张庆 终审：胡利春）
