近日,我校全國高校黃大年式教師團隊、國家林草局林業和草原科技創新團隊——林學院森林經理學科森林經營教師團隊,在森林結構多樣性與生產力關系研究領域取得新進展。研究成果以“Biodiversity, climate anomalies and human activities drive structural diversity-productivity relationships”為題,發表在國際知名期刊《Journal of Ecology》(影響因子5.6,生態學一區Top期刊)。
結構多樣性決定了森林的層次、復雜性與資源利用方式,并可能深刻影響森林生態系統的生產力與功能。近年來,大量研究不斷強調生物多樣性的重要性,但在全球變化背景下,尤其在面對干旱頻率增加、氣候波動加劇、人類活動干擾增強等環境壓力下,結構多樣性與森林生產力之間的關系是否穩定、又如何被多種生態與環境因素調節,仍缺乏系統而清晰的證據。

結構多樣性對生產力影響機制的研究框架圖
為厘清這一復雜機制,研究團隊整合了我國東北溫帶森林區447個樣地超過十年的森林生產力數據和結構多樣性信息,系統評估結構多樣性與多維度生物多樣性對森林生產力的影響。同時,重點分析了多類氣候變化和人類活動的相關環境脅迫因子對該關系的影響。研究結果顯示結構多樣性對森林生產力的正向促進作用顯著強于傳統生物多樣性指標。更重要的是,這種結構多樣性的“增產效應”在生物多樣性更高的區域會進一步增強,表明結構多樣性與生物多樣性之間存在協同作用。研究也揭示了多種環境壓力會削弱結構多樣性對生產力的促進作用。例如,干旱頻率升高、溫度波動增強、人類活動加重以及氮沉降增加等因素,都會降低結構多樣性帶來的生產力優勢。

生物多樣性促進結構多樣性對生產力的積極效應
研究結論為森林可持續經營提供了重要啟示,即通過提升森林結構復雜度(例如優化林分層次、增強樹木大小與空間異質性)來促進生態系統功能具有巨大潛力,但這一策略必須結合當地生物與非生物條件進行“因地制宜”的精準管理,尤其要充分評估氣候變化與人類干擾等壓力背景下結構調控的有效性與風險。

氣候變化與人類活動削弱結構多樣性對生產力的積極效應
我校林學院森林經理學博士生崔可達為論文第一作者,林學院范春雨副教授為通訊作者,趙秀海教授、張春雨教授、郝珉輝副教授參與了上述研究。
該研究得到國家重點研發計劃(2023YFF1304001-01)、國家自然科學基金項目(32371870)的資助。