全球变化背景下，生物多样性丧失正在深刻影响生态系统功能及其稳定性。长期以来，生态学研究普遍认为更高的物种多样性能够通过“保险效应”提升群落时间稳定性，但这一认识主要来自单一营养级系统，特别是草地植物群落。自然生态系统中，除了物种之间的竞争作用外，不同营养级之间（如生产者与消费者）还存在复杂的捕食与被捕食关系。对于多营养级系统中，特定营养级多样性变化如何影响其他营养级的群落稳定性，仍缺乏系统性的证据。

针对上述问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所周礼斌副研究员等整合了涵盖淡水湖泊、河流、河口和海洋生态系统在内的全球97个水生食物网长期时间序列数据，并量化了生产者和消费者群落的物种多样性、群落时间稳定性、种群平均稳定性以及种群异步性，并在控制温度均值和温度波动等环境因素后，比较了营养级内部与跨营养级之间的多样性-稳定性关系。

结果表明，消费者群落整体上比生产者群落具有更高的时间稳定性，这主要源于消费者种群平均稳定性更高。在营养级内部，消费者多样性越高，其种群异步性和种群平均稳定性均越高，从而提升消费者群落稳定性；而生产者多样性虽然增强了种群异步性，却降低了种群平均稳定性，二者相互抵消，对生产者群落稳定性的净效应并不显著。

研究发现多样性-稳定性在跨营养级尺度上呈现一致的负效应：生产者多样性升高降低消费者群落稳定性，消费者多样性升高降低生产者群落稳定性。进一步的结构方程模型结果显示，这种“营养级内部促进、跨营养级抑制”的格局主要通过种群稳定性路径实现。生产者多样性可能通过改变资源组成、可食性或防御性状，削弱消费者种群的稳定性；而消费者多样性增加则可能强化自上而下的摄食压力，降低生产者种群稳定性。

该研究表明，在多营养级自然生态系统中，生物多样性与生态系统稳定性的关系并非简单正相关，若忽略营养级之间的拮抗作用，可能会高估多样性对生态系统稳定性的保护作用。因此，将食物网相互作用纳入长期监测和稳定性评估框架，对于预测全球变化下水生态系统的长期动态响应具有重要意义。

图1. 多营养级系统中营养级内部与跨营养级的多样性-稳定性关系假设图

图2. 水生多营养级系统中营养级内部与跨营养级的多样性-稳定性关系

上述研究以Opposing diversity-stability relationships within versus between aquatic producers and consumers为题，作为研究性论文发表于National Science Review。中国科学院南京地理与湖泊研究所周礼斌副研究员为第一作者，吴庆龙研究员、邢鹏研究员，北京大学王少鹏教授为共同通讯作者。合作者包括北京大学杨其博士、洪浦滨博士（现为德国整合生物多样性研究中心博士后研究员）、美国明尼苏达大学梁茂伟博士、圣母大学赵清华博士、乔治亚理工大学蒋林教授、以及丹麦奥胡斯大学Erik Jepssen教授、Martin Søndergaard教授等。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

【文章信息】：

Zhou, L., Yang, Q., Hong, P., Liang, M., Jiang, L., Jeppesen, E., Søndergaard, M., Johansson, L., Zhao, Q., Xing, P.*, Wu, Q.*, Wang, S.* (2026). Opposing diversity-stability relationships within versus between aquatic producers and consumers. National Science Review, nwag274.