标题：
Landscape diversity promotes landscape functioning in North America
期刊：
Communications Earth & Environment
作者：
Sarah Mayor, et al.
DOI:
https://doi.org/10.1038/s43247-025-02000-1
引用：
Mayor, S., Altermatt, F., Crowther, T.W. et al. Landscape diversity promotes landscape functioning in North America. Commun Earth Environ 6, 28 (2025).
1. 引言
以往的生态学研究主要集中在单一生态系统类型（如草原或森林）内的物种多样性与生产力关系，但实际的自然景观常呈现为由不同生态系统类型构成的异质性马赛克，涉及生物与非生物过程的相互作用。本研究旨在探讨景观级别的多样性（以土地覆盖类型丰富度LCR为衡量标准）是否能提高整个景观的初级生产力和长期稳定性，并分析其潜在的机制。
2. 结果
景观多样性与生产力的关系
通过对北美的遥感数据分析，研究发现景观多样性与景观广泛的初级生产力（通过MODIS增强型植被指数EVI量化）呈正相关，尤其在多样性较高的景观中，生产力的增长更为显著。
在更多土地覆盖类型（LC）丰富的景观中，生产力更稳定，且20年期间的绿化趋势加速。
景观生产力的时序稳定性
多样性较高的景观展现了生产力的时序稳定性增强，表现为年际变化系数较小，意味着这些景观能够在面对气候变化和其他干扰时保持更高的生态功能稳定性。
景观多样性加速的绿化趋势
20年间，所有的生产力指标都出现增长，景观多样性较高的区域生产力增长趋势显著加速。
景观多样性与局部物种多样性的独立性
研究进一步表明，景观多样性对景观功能的促进作用并不依赖于局部物种多样性的变化，且景观功能的提升是由不同生态系统类型间的相互作用驱动的。
3. 讨论
景观多样性与生产力的关系
景观多样性对生产力的促进作用类似于物种多样性与生产力的关系，且作用机制发生在更高层次的生物组织上。研究表明，景观内不同的土地覆盖类型通过生物与非生物的相互作用共同促进生产力，而这些相互作用的效果可能超过物种层级的作用。
生产力的时序稳定性
通过多样性带来的生态稳定性增强，景观内的生态功能能在面临气候变化等外部压力时保持较高的稳定性，这对于应对全球气候变化及其对生态系统的影响至关重要。
景观多样性促进的潜在机制
除了植物群落外，其他生态因素如授粉者、天敌、碳和营养物质的交换等也可能通过景观多样性得到促进，进而增强生产力。
政策与管理的启示
本研究的结果表明，保护和恢复景观多样性，尤其是在具有多样化生态系统类型的地区，可能是提高生态系统服务功能和应对气候变化的有效途径。
4. 方法
研究区域
本研究覆盖了北美大部分地区，使用MODIS卫星数据对约520百万个景观单元进行分析，每个单元为250×250米。
景观多样性测量
景观多样性通过土地覆盖类型丰富度（LCR）来量化，结合了6种土地覆盖类型（农业、森林、草地、灌木丛、湿地和城市化区域），并通过遥感数据（如Landsat、MODIS）进行分析。
实验设计
使用准实验设计，将北美分成3°纬度×6°经度的块状区域，进一步按气候区分，通过随机选择土地覆盖类型，构建LCR梯度，确保LCR与其他环境因素无显著相关性。
网络分析景观功能测量
使用MODIS增强型植被指数（EVI）作为生产力的代理指标，分析2000-2019年的20年时间序列数据，评估不同LCR梯度下的生产力变化。
统计方法
使用线性混合模型和方差分析（ANOVA）来测试景观多样性对景观功能的影响，确保景观功能的变化与LCR的变化相关。
5.重要图表
图1. 准实验研究设计
图2. 土地覆被类型多样性与其他潜在生产力驱动因素的反相关性
图3. LC 混合型景观的生产力更高
图4. 生产力的十年趋势及其对景观多样性的依赖
图5. 不同土地覆盖组合景观中净多样性对生产力代理的影响
表1. 景观多样性对景观功能的影响
表2. 多样性效应与单个土地覆被类型的关系
6.数据可用性与代码可用性
数据可用性
本研究使用的数据以及图表中显示的所有数据均可在 Dryad 上获取，DOI 为 10.5061/dryad.v41ns1s3p
代码可用性
用于统计分析的代码和结果可在 Zenode 上查阅，网址为 https://zenodo.org/records/13628018
英文摘要
Biodiversity–ecosystem functioning experiments have established generally positive species richness-productivity relationships in plots of single ecosystem types, typically grassland or forest. However, it remains unclear whether these findings apply in real-world landscapes that resemble a heterogeneous mosaic of different ecosystem and plant types that interact through biotic and abiotic processes. Here, we show that landscape-level diversity, measured as number of land-cover types (different ecosystems) per 250×250 m, is positively related to landscape-wide remotely-sensed primary production across all of North America, covering 16 of 18 ecoregions of Earth. At higher landscape diversity, productivity was temporally more stable, and 20-year greening trends were accelerated. These effects occurred independent of local species diversity, suggesting emergent mechanisms at hitherto neglected levels of biological organization. Specifically, mechanisms related to interactions among land-cover types unfold at the scale of entire landscapes, similar to, but not necessarily resulting from, interactions between species within single ecosystems.
——END——
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