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，在生物多样性维持温带森林生态系统多功能性上取得了新进展。研究成果以“Cross‐scale effects of multi‐strata plant diversity on ecosystem multifunctionality in temperate forests”为题，发表在国际知名期刊《Journal of Ecology》（影响因子5.6，环境科学与生态学一区Top期刊）。

生物多样性丧失可能削弱森林维持多种生态系统功能和服务的能力，例如生产力、养分循环、碳汇与气候调节。然而，温带森林通常具有多层结构，包括乔木层和草本层，不同林层的植物多样性和物种组成如何在不同空间尺度上影响生态系统多功能性仍然知之甚少。

该研究以东北典型天然温带森林为对象，在林分（α尺度）和区域（β尺度）两个层面系统探讨了树木和林下草本植物多样性与生态系统多功能性之间的关系。结果发现，在林分尺度上，树木多样性显著提升了森林维持多种生态系统功能的能力，而草本多样性的作用相对较弱，显示出不同林层对生态系统功能贡献的差异。在区域尺度上，树木和草本群落物种组成的空间差异（β-多样性）均显著促进了生态系统多功能性的空间差异（β-EMF），表明草本植物在更大空间尺度上对生态系统功能发挥着不可忽视的作用。

该研究揭示了不同林层植物多样性在不同空间尺度上的差异化作用，展示了林分尺度和区域尺度上生物多样性–多功能性关系的耦合与解耦。这一发现提示，要维持温带森林生态系统的稳定与可持续利用，不仅需要关注优势树种的多样性，还应重视林下草本层等被忽视群落的作用。研究率先在天然温带森林中整合了乔木层与草本层的多样性，并结合林分与区域尺度全面解析其对生态系统多功能性的作用；引入Hill–Chao数框架，将多功能性分解为α-与β-成分，为定量刻画森林多功能性的空间格局提供了新方法；发现草本层多样性虽然在局地作用有限，但在区域尺度上对生态系统多功能性的提升至关重要，揭示了草本层多样性在应对环境异质性和维持生态系统功能方面的独特价值。结果为理解温带森林中多层结构的生物多样性与生态系统多功能性关系提供了新的理论框架，也为森林的可持续经营与生物多样性保护提供了科学依据。

不同空间尺度上，树种和草本植物多样性对生态系统多功能性的影响

我校林学院森林经理学博士生李杰为论文第一作者，林学院赵秀海教授为通讯作者，张春雨教授、程艳霞教授，郝珉辉副教授、范春雨副教授、王娟副教授及程福山博士，德国哥廷根大学Klaus von Gadow教授参与了上述研究。

该研究得到国家重点研发计划（2023YFF1304003-05）、国家自然科学基金项目（32371870）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1111/1365-2745.70140