氮素富集通过降低物种异步性和种群稳定性来削弱温带草原生态系统的稳定性

生物多样性通常会促进生态系统的稳定。通过6年的野外实验，研究了氮素富集的幅度和频率对温带草原生态系统稳定性的影响及其与物种多样性的关系。实验结果表明，在控制了氮添加量的影响后，氮添加频率对生态系统和种群的时间稳定性没有影响，对多样性与生态系统稳定性残差之间的关系也没有影响。说明氮添加与物种丰富度对生态系统稳定性的影响存在共线性关系，且前者大于后者。种群稳定性和控制氮添加量后的种群稳定性残差均与生态系统稳定性呈正相关，说明氮富集后各组分种群的稳定效应仍旧存在。我们的研究支持了环境因子对生态系统功能影响大于生物多样性影响的理论。在面对全球变化时，了解这些机制对于保护生物多样性至关重要和紧迫。

图1，生态系统的时间稳定性与物种丰富度。(a)地上净初级生产力（ANPP）的时间稳定性，(b)物种丰富度和 (c) 种群稳定性随着氮添加速率的增加而降低。(d) 生态系统稳定性和(e)生态系统稳定性的残差作为群落平均物种丰富度的函数。(f)生态系统稳定性残差随氮添加速率的增加而降低。颜色与氮添加速率(g N m^-2 yr^-1)的增加有关。

图2，氮富集对物种异步性、生态系统均值和标准差及均值-方差尺度关系的影响。(a) 物种异步性随氮添加速率的增加而变化。(b)生态系统均值（μ，正方形）及其标准差（σ，圆圈）分别随氮添加速率的增加而增加。(c)生态系统均值μ与生态系统标准差σ的关系。

图3，均值-方差尺度关系对物种优势度的影响。(a)未处理（实线）和氮素添加（虚线）均值-方差比例关系的系数（z）图。(b)泰勒幂律回归的斜率（z）随氮素添加速率的增加而增大。(c)物种优势度（群落相对ANPP）与物种相对时间稳定性（泰勒幂律回归残差）的关系。(d)氮添加速率对斜率的影响（图3c中物种优势度对稳定性的影响）。

图4，生态系统稳定性的可能机制。(a)种群稳定性与生态系统稳定性的关系。(b)种群稳定性的残差（图1c）与生态系统稳定性呈正相关。(c) 物种异步性与生态系统稳定性呈正相关。(d)物种异步性的残差（图2a）与生态系统稳定性呈正相关。(e) 物种异步性的残差与生态系统的均值（μ，正方形）和标准差（σ，圆圈）。(f)物种丰富度与生态系统均值μ和标准差σ之间的关系。

图5，描述氮添加、物种异步性与生态系统时间稳定性相关的种群稳定性的影响的路径图。

原文链接为：2016-  Nitrogen enrichment weakens ecosystem stability through decreased species asynchrony and population stability in a temperate grassland