各校計畫成果

活動簡介

過去研究已證實物種減少會削弱生態韌性，但環境因素（如降雨、溫度和養分變化）如何影響生態系統功能及生物多樣性對生態健康的支撐機制，尚未得到系統解析。為解答這一科學問題，臺灣大學漁業科學研究所張俊偉助理教授與博士後研究員鄭婉萱領導的國際團隊，聯合中研院環境變遷研究中心、日本龍谷大學，首次基於翡翠水庫長達九年的高解析度觀測資料，系統性整合31項與碳循環相關的生態系統功能指標，發現生物多樣性在所有時間尺度上均能持續促進與碳分解相關的功能。

生物多樣性對維持生態系統多功能性（EMF）具有核心作用，但其在自然系統中的具體角色長期存在不確定性。究其原因，除生物多樣性外，降水、溫度、磷酸鹽等環境驅動因素也會共同影響EMF，使得生物多樣性-EMF關係趨於複雜；此外，這些因素的影響力隨年際、季節和短期尺度變化而呈現差異，體現出顯著的尺度依賴性。

通過每兩週一次的採樣分析，研究團隊在亞熱帶淡水生態系統中量化了微生物多樣性、EMF（通過31項碳利用功能表征）及多項環境變數。跨尺度分析表明：生物多樣性在所有時間尺度上均一致增強EMF，而環境驅動因素僅分別在特定尺度（短期、季節和年際）產生影響。尤為重要的是，生物多樣性扮演了“環境調度器”的關鍵角色——它通過介導環境波動對EMF的影響，強化了生態功能的穩定性。例如當環境中養分減少時，多樣性高的微生物群落能通過自我調節與資源優化策略，更高效地利用有限養分，進而維持生態系統的養分迴圈與功能穩定。

這項研究不僅揭示了生物多樣性作為跨尺度EMF維持的關鍵支柱，也凸顯了在多重環境變化下保護生物多樣性對生態健康的重要性。研究成果於2025年8月發表於《生態快報》（Ecology Letters），並獲台大、教育部、國科會、中研院、日本龍谷大學及日本學術振興會共同支持。

Reference:

Cheng, W. H., T. Miki, C. C. Lai, F. K. Shiah, C. Y. Ko, C. h. Hsieh, C. W. Chang*. (2025) Biodiversity consistently promotes ecosystem multifunctionality across multiple temporal scales in an aquatic microbial community. Ecology Letters 28:e70185. (通訊作者)