近日,我校全国高校黄大年式教师团队、国家林草局林业和草原科技创新团队——林学院森林经理学科森林经营教师团队,在森林结构多样性与生产力关系研究领域取得新进展。研究成果以“Biodiversity, climate anomalies and human activities drive structural diversity-productivity relationships”为题,发表在国际知名期刊《Journal of Ecology》(影响因子5.6,生态学一区Top期刊)。
结构多样性决定了森林的层次、复杂性与资源利用方式,并可能深刻影响森林生态系统的生产力与功能。近年来,大量研究不断强调生物多样性的重要性,但在全球变化背景下,尤其在面对干旱频率增加、气候波动加剧、人类活动干扰增强等环境压力下,结构多样性与森林生产力之间的关系是否稳定、又如何被多种生态与环境因素调节,仍缺乏系统而清晰的证据。

结构多样性对生产力影响机制的研究框架图
为厘清这一复杂机制,研究团队整合了我国东北温带森林区447个样地超过十年的森林生产力数据和结构多样性信息,系统评估结构多样性与多维度生物多样性对森林生产力的影响。同时,重点分析了多类气候变化和人类活动的相关环境胁迫因子对该关系的影响。研究结果显示结构多样性对森林生产力的正向促进作用显著强于传统生物多样性指标。更重要的是,这种结构多样性的“增产效应”在生物多样性更高的区域会进一步增强,表明结构多样性与生物多样性之间存在协同作用。研究也揭示了多种环境压力会削弱结构多样性对生产力的促进作用。例如,干旱频率升高、温度波动增强、人类活动加重以及氮沉降增加等因素,都会降低结构多样性带来的生产力优势。

生物多样性促进结构多样性对生产力的积极效应
研究结论为森林可持续经营提供了重要启示,即通过提升森林结构复杂度(例如优化林分层次、增强树木大小与空间异质性)来促进生态系统功能具有巨大潜力,但这一策略必须结合当地生物与非生物条件进行“因地制宜”的精准管理,尤其要充分评估气候变化与人类干扰等压力背景下结构调控的有效性与风险。

气候变化与人类活动削弱结构多样性对生产力的积极效应
我校林学院森林经理学博士生崔可达为论文第一作者,林学院范春雨副教授为通讯作者,赵秀海教授、张春雨教授、郝珉辉副教授参与了上述研究。
该研究得到国家重点研发计划(2023YFF1304001-01)、国家自然科学基金项目(32371870)的资助。