臺大特色研究系列報導—生科院漁業科學研究所揭開生態系統穩定性的關鍵機制

全球氣候變遷加劇，極端降雨、熱浪與乾旱愈加頻繁，生態系統正面臨前所未有的挑戰。雖然科學界早已知道生物多樣性有助於維持生態系統功能，但「生物多樣性如何讓生態系統在環境劇烈變動下仍保持穩定？」一直是生態學的重要課題。

臺灣大學漁業科學研究所與中央研究院、日本龍谷大學等國際研究團隊，透過長期野外觀測與理論模型，解開這項生態學的重要謎題。

研究團隊利用翡翠水庫9年的監測資料，整合31項與碳循環相關的生態功能，探討生物多樣性對生態系統多功能性(ecosystem multifunctionality, EMF)的影響。研究發現，微生物多樣性能在颱風、季節變化及跨年度環境變遷等不同時間尺度下持續提升生態系統功能，而降雨、溫度及養分等環境因子僅影響特定時間尺度，顯示生物多樣性是維持生態功能的重要驅動力。

為了解釋其作用機制，研究團隊進一步建立新的理論模型，突破傳統將生物多樣性視為固定背景條件的觀點，首次將其視為會隨時間動態改變的生態變數。研究發現，物種多樣性會與養分及食物網形成「資源－多樣性回饋機制」，透過動態調節生物多樣性再影響養分利用效率及掠食作用，可以降低生態系統崩潰風險。換句話說，維持生態穩定的不只是生物多樣性的高低，更重要的是其動態調節能力。

研究團隊再利用日本印旛沼30年的浮游植物監測資料驗證模型，證實物種多樣性的平均值及其時間變動皆會因果性地影響生態系統穩定，支持這項新的理論架構。

2項研究前後呼應，從長期觀測證明生物多樣性能維持水域生態系功能，再進一步揭示其維持生態穩定的作用機制，為生物多樣性保育提供新的理論基礎，也凸顯保護生物多樣性是提升生態系統韌性、因應全球環境變遷的重要關鍵。

第一項研究成果於2025年發表於《Ecology Letters》，由博士後研究員鄭婉萱擔任第一作者；第二項研究成果於2026年發表於《Ecology》，由張俊偉助理教授擔任第一作者。2項研究由國立臺灣大學、日本龍谷大學、中央研究院及日本橫濱國立大學共同合作完成，並獲國科會、教育部及日本學術振興會支持。

研究全文:
1.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ele.70185
2.https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ecy.70298