自然生態系における生物多様性と生産性の関係は時間とともにどのように変化するか(How Does Biodiversity-Productivity Relationship Evolve over Time in Natural Ecosystems?)

2026-07-30 中国科学院(CAS)

中国科学院植物研究所の潘慶民教授らの研究チームは、内モンゴル草原で16年間にわたる植物除去実験を実施し、生物多様性と生態系生産性の関係(BPR)が時間とともにどのように変化するかを明らかにした。従来、人工的に構築した植物群集を用いた長期実験では、生物多様性の低下による生産性への悪影響は時間とともに拡大すると考えられていた。しかし、本研究では、植物の機能群や種数を段階的に減らした後、自然回復を16年間追跡した結果、生物多様性の低下が生産性へ及ぼす負の影響は時間の経過とともに徐々に弱まり、多くの年で両者の関係が消失することが判明した。この変化は、初期には残存植物の代償的成長(compensatory growth)、その後は周辺からの新たな植物種の侵入・定着(colonization)によって生じたことが示された。研究は、自然生態系では生物多様性損失の影響が種間の補償作用や群集再編成によって緩和される可能性を示し、生物多様性減少の長期的影響を予測する際には、こうした生態学的プロセスを考慮する必要があることを提唱している。

自然生態系における生物多様性と生産性の関係は時間とともにどのように変化するか(How Does Biodiversity-Productivity Relationship Evolve over Time in Natural Ecosystems?)

Field measurements in plots of the Inner Mongolia grassland removal experiments. (Image by PAN Qingmin)

<関連情報>

補償と植民地化は、草原における生物多様性の喪失の影響を長期的に相殺する Compensation and colonization offset the impacts of biodiversity loss over time in grasslands

Jing Wang, Wei Liu, Jiamei Sun, +7 , and Qingmin Pan

Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:July 15, 2026

DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2537872123

Abstract

The biodiversity–productivity relationship (BPR) is crucial for understanding the consequences of biodiversity loss; yet, how this relationship evolves over time in natural ecosystems remains unclear. Several long-term biodiversity experiments with artificially assembled communities suggest that the BPR escalates over time, however, whether this pattern applies to natural ecosystems has not been explored. Here, we present the results of a 15-y removal experiment in the Inner Mongolia grassland, where gradients of plant functional group (PFG) richness and species richness were created through targeted removals from 2006–2009, followed by natural recolonization from 2010 onward. We found that both the PFG richness-based and species richness-based BPRs diminished gradually during the removal period (years 2–4) and decoupled in 9 out of 12 y after the cessation of removal (years 5–16), suggesting that the negative impacts of biodiversity loss do not necessarily escalate over time; rather, they may decrease. We identified that the temporal shift in BPRs resulted first from compensatory growth of remaining species and subsequently from new colonization by external populations. These results highlight that the impacts of biodiversity loss in natural ecosystems are strongly modified by assembly processes such as compensation and colonization. Therefore, models predicting the ecosystem consequences of biodiversity loss should consider these mechanisms. Ignoring them may lead to an overestimation of the long-term impacts of biodiversity loss in natural communities, particularly where surrounding landscapes harbor species pools capable of recolonization.

1206農村環境
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