作为陆地生态系统的重要组成部分，草地在维持生态平衡与畜牧业发展中发挥着关键作用。然而，在人类活动和气候变化的双重作用下，全球约50%的草地出现不同程度退化。生物多样性是维持生态系统功能的基础。草地退化会显著改变植物与土壤生物多样性，进而影响生态系统功能。尽管如此，以往的研究主要关注未退化草地植物/土壤生物多样性与生态系统功能的关系，尚不清楚草地退化是否改变二者对生态系统功能的相对贡献。

针对上述问题，国家植物园(南园)杨元合研究团队以青藏高原高寒草地为研究对象，基于横跨2600公里的大尺度样带调查，获取了44个未退化与中度退化配对样点的植物/土壤样品。在此基础上，测定了植被生产力、土壤碳氮磷库等20个生态系统功能指标以及植物、土壤细菌、真菌和原生生物多样性，并揭示了草地退化对生物多样性–生态系统多功能性关系的影响。科研人员发现，中度退化导致生态系统多功能性显著下降，但植物和土壤生物多样性显著增加。进一步分析发现，草地退化改变了地上/地下多样性与生态系统多功能性之间的关系：草地退化后植物多样性对生态系统多功能性的影响减弱，而土壤生物多样性的作用增强，进而导致多样性–生态系统多功能性的关系由植物主导转变为微生物主导。究其原因，主要是草地退化后植物多样性的选择效应和互补效应减弱、土壤微生物多样性的互补效应增强所致。该项研究揭示了土壤微生物多样性在维持退化草地生态系统功能中的关键作用，为研发基于微生物菌剂恢复退化草地的生态修复技术提供了理论依据。

该项成果于11月10日在线发表在国际学术期刊Nature Plants。国家植物园(南园)已出站博士后高晓霞和助理研究员张典业为论文共同第一作者，杨元合研究员为通讯作者。国家植物园(南园)彭云峰研究员、西班牙巴塞罗那自治大学Josep Peñuelas教授、荷兰乌特勒支大学Yann Hautier副教授、法国国家科研中心Michel Loreau教授、美国佐治亚理工学院蒋林教授和北京大学王少鹏教授等参与了上述研究。该研究得到中国科学院A类战略性先导科技专项(创建生态草牧业科技体系)、国家自然科学基金等项目的资助。

草地退化对生态系统功能、生物多样性以及多样性–生态系统多功能性关系的影响