文章信息：Gossner M., Lewinsohn T., Kahl T. et al.(2016).Land-use intensification causes multitrophic homogenization of grassland communities. Nature 540, 266–269. https://doi.org/10.1038/nature20575.
阅读笔记：刘钊，2017级硕士生
阅读时间：2019年3月23日
选题视角:
1、研究背景:
土地利用集约化是生物多样性丧失的主要原因：在减少当地物种多样性的同时，在更大的空间尺度上的生物同质化是保护的重要问题。
2、研究问题：
问题1：
以前的研究注重同质化与β-多样性的关系，这个研究注重大区域的生物同质化和当地的α-多样性与同质化的关系：生物同质化意味着减少β-多样性(站点之间的结构差异)。研究调查了大部分当地α-多样性的丧失和在更大的空间尺度上被忽视的生物多样性的丧失。
问题2：
以前的研究注重单个或几个生物群体上，这个研究注重群落整体（不同的营养水平上、地上和地下均质化群落）：关于β-多样性的研究主要集中在单个或几个生物群体上(例如，参考文献4)，因此，土地利用的集约化是否表现在不同的营养水平上、地上和地下均质化群落方面，这是未知的。
3、研究案例地及研究实验组：
修剪强度高的各类生物我们分析了一个独特的草原生物多样性数据集，包括12个营养类群的4000多个物种。（重点研究的是,修剪强度高,有一致的影响β-diversity跨组织,导致同质化的土壤微生物,真菌病原体,植物和节肢动物的社区。）
研究结果：
结果1:
当地土地使用强度导致α-多样性丧失，生物同质化：在这里,我们表明,甚至适度增加当地土地使用强度(LUI)会导致在地上和地下的微生物、植物和动物群落中的生物同质化，这在很大程度上独立于α-diversity的变化。
结果2：
土地使用强度从荒野变为中等强度管理，β-diversity下降最严重：这些影响是非线性，β-diversity下降最强的区域发生在从粗放经营草地（荒地）到中等强度管理的草地。
结果3：
高土地利用强度下，地上群落α-多样性下降，地下群落的α-多样性上升，β-diversity间的关联性下降最严重：地上群体的局部α-多样性呈下降趋势，而地下群体的α-多样性呈上升趋势。不同群体的β-多样性之间的相关性，特别是植物和它们的消费者之间的相关性，在高土地利用强度上变得较弱。
研究结论：
土地利用强度给生物多样性带来了负面效应，最重要的后果可能是生物均质化，而不是局部多样性的丧失：这表明了特殊物种的消失，并且是生物均质化的进一步证据。LUI对景观尺度生物多样性有持续的负面影响，凸显了粗放式地管理草地在保护多养生物多样性和提供生态系统服务方面的重要价值。事实上，土地利用集约化最重要的后果可能是生物均质化，而不是局部多样性的丧失。
研究意义：
大多数研究已经调查了物种丰富度的丧失，但是全球变化对群落组成的影响可能大于对局部多样性的影响。为了预测和管理β-多样性的损失，我们还需要了解生物均质化是否随着土地利用的加强以恒定的速度发生。土地集约利用对多样性有非线性影响。但是，虽然环境梯度可以对β-多样性产生非线性影响，但还没有研究过土地利用的这种影响。在这里，我们使用几个景观和地区的数据来分析土地利用对不同营养类群的物种更替(β-turnover)和总β-多样性(也包括物种丰富度的差异)的影响。
图 LUI对地表和地下α多样性的影响
局部LUI的部分效应是通过幂律模型产生的，该模型适用于七个地上营养组（实线）和五个地下营养组（虚线）的物种丰富度（n=105个地块；详细信息，见方法）。通过残差校正物种丰富度和LUI因区域、pH、土壤养分、sdLUI（五年LUI的标准偏差）和隔离而产生的差异，然后在0和1之间进行缩放。
图 LUI对地上和地下β-多样性的影响
a、 条形图显示了线性模型中平均LUI和地块对（105个地块）之间的LUI差异（ΔLUI）对物种周转（βsim）的部分影响。相邻条数是由平均LUI或ΔLUI唯一解释的解释方差的比例。b、 广义相异性模型（GDM）的结果显示了ΔLUI对沿着LUI梯度的βsim的影响，偏差百分比由LUI唯一解释。最大曲线越高，表示效果越大。所有影响都针对环境协变量进行了校正，并对解释变量进行了缩放，以便在营养水平之间进行比较。
图 LUI对不同营养组β-多样性（βsim）之间相关性的影响
z分（正z分表示高LUI时相关性较高，负z分表示在高LUI下相关性较低）和P值（虚线分隔P水平；*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，NS，不显著）显示了低LUI（52幅图）和高LUI（53）之间相关性强度的变化（R2值来自矩阵回归，校正了LUI差异的影响），将观察值与随机值进行比较（见方法）。所有相关性被分为以下几类：AG，地上；BG，地下；PP，初级生产商；PC，主要消费者；SC，二次消费者；TC，第三方消费者。每个彩色点表示一个相关性，黑点表示平均值，黑条表示95%置信区间。有关统计详细信息，请参阅补充信息第5节。
原文链接：https://www.nature.com/articles/nature20575
