【National Science Review】植物所刘晓娟研究员等揭示灌木多样性对提升森林生产力和乔木同等重要

iPlants 2025年03月19日 13:23

生物多样性与生态系统功能（BEF）之间的关系是生态学研究的核心议题之一。越来越多证据表明，增加树木多样性能显著提升森林生产力。但大部分研究主要关注乔木物种多样性，而较少涉及森林的多层结构。其中，林下层容纳了丰富的植物多样性，在养分循环等生态过程中发挥着关键作用。尽管灌木在森林中占有的生物量有限，但仍然会和乔木共享或争夺资源。灌木层物种多样性能否影响森林生产力，以及灌木的多样性效应是否和乔木多样性效应存在权衡，目前尚不清楚。

乔木和灌木物种丰富度对木本植物总生物量的影响

为回答上述科学问题，中国科学院植物研究所生物多样性与生态安全研究组基于我国亚热带地区大型森林生物多样性控制实验（BEF-China）的乔木多样性和灌木多样性双因子设计，通过多年累积的乔木和灌木生长监测数据，揭示了灌木多样性对提升森林生产力具有与乔木多样性同样重要的作用。即种植后第12年，乔木物种数从2种增加至8种时，乔木和木本植物总生物量分别提升73.1%和46.7%；在相同的物种数增加幅度下，灌木丰富度对乔木和木本植物总生物量的提升幅度分别达到乔木丰富度效应的73.8%和79.4%。此外，12年间，增加乔木和灌木物种丰富度对乔木和木本植物总生物量的促进效应随时间逐渐增强，并且这种促进效应是通过提升各自的功能性状多样性来形成的，表明资源利用策略的互补性在提高森林生态系统功能中发挥了重要作用。

乔灌物种丰富度对生物量的影响过程和随时间的变化规律

研究结果揭示了林下灌木层虽自身生产力有限，但其多样性在维持森林整体生态系统功能中发挥着关键作用，为理解复杂结构的森林中生物多样性与生态系统功能关系提供了重要参考，为未来森林多层级多样性的协同保护与恢复提供了重要的科学依据。

该研究成果于近期在线发表于国际学术期刊National Science Review。植物所副研究员陈晨、已出站博士后闫国永为论文共同第一作者，刘晓娟研究员为通讯作者。植物所马克平研究员、苏黎世大学Bernhard Schmid教授等参加了研究。研究工作得到了国家基金委青年科学基金项目（B类）、科技部国家重点研发计划以及中国科学院青促会优秀会员等项目的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf093

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