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，在森林采伐生态效应研究领域取得新进展。研究成果以“Effects of logging on biodiversity and productivity in a temperate natural forest”为题，发表在国际知名生态学期刊《Journal of Applied Ecology》（影响因子5.3，中国科学院一区Top，英国生态学会旗舰期刊）。
随着全球木材需求持续增长，如何在保障木材供给的同时维护森林生态系统功能，实现森林资源的可持续经营，已成为森林生态学和森林经理学共同关注的重要科学问题。生物多样性是维持森林生态系统功能和稳定性的基础，而采伐会改变生物多样性、树种组成和林分结构，并进一步影响森林生产力和生态系统功能。然而，采伐导致的生产力变化究竟主要源于林分密度降低，还是源于生物多样性和树种组成的改变？天然林能否在维持较高生物多样性和生产力的同时实现木材收获？这些关键科学问题长期以来缺乏明确的定量证据。
吉林蛟河针阔混交林经营监测样地采伐示意图
针对上述问题，研究团队依托吉林蛟河针阔混交林经营样地，基于不同采伐强度下连续8年的森林监测数据，系统揭示了采伐影响森林生产力和生物多样性的生态机制。研究评估了生态位互补效应、生物量比率效应和植被数量效应在采伐影响森林生产力过程中的相对贡献，并结合限制性立方样条（restricted cubic spline，RCS）模型和阈值分析，进一步确定了针阔混交林中兼顾木材生产与生态系统保护的适宜采伐强度与保留木断面积。
采伐对生物多样性和森林生产力的影响机制
研究结果显示，低强度采伐能够较好地协调木材生产与生物多样性保护。当采伐强度（基于胸高断面积）约为8%时，森林生态系统综合表现最佳；随着采伐强度进一步增加，森林生产力和生物多样性均显著下降。进一步分析发现，保留木断面积是决定森林生产力变化的关键因素，采伐导致的生产力下降主要源于林分密度降低，而非树种组成和生物多样性的变化，表明植被数量效应在采伐影响森林生态系统功能过程中发挥主导作用。阈值分析进一步明确，当林分保留木断面积由初始的平均29.85 m?/ha降低至19.71 m?/ha以下时，森林生产力和生物多样性开始急速下降，表明维持适宜的林分密度和充足的保留木断面积，是保障森林生产力和生态系统稳定性的重要前提。
森林采伐最优强度（a）和保留木胸高断面积（b）阈值分析结果
该研究从生态学机制层面阐明了森林采伐影响生物多样性与生产力的关键路径，证实了基于生态学原则实施低强度采伐能够有效协调木材生产与生物多样性保护之间的关系。研究不仅为森林采伐强度优化和林分密度调控提供了科学依据，也为实现我国东北天然林可持续经营和森林质量精准提升提供了理论支撑。
我校林学院森林经理学科郝珉辉副教授为论文第一作者，张春雨教授为通讯作者，岳庆敏博士、赵秀海教授，吉林省林业科学研究院何怀江研究员，德国哥廷根大学Klaus von Gadow教授参与了上述研究。该研究得到国家自然科学基金（32201555）和国家重点研发计划（2023YFF1304001-01）项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2664.70484
