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你可能不会想到,赤道附近的树更爱“互助”,而高纬度的树更偏爱“竞争”。
在国家自然科学基金项目(批准号:U22A20449、U23A20156)等的资助下,中国林业科学研究院热带林业研究所许涵研究员团队、中山大学方素琴副教授团队,联合美国普林斯顿大学、史密森热带研究所Matteo Detto博士,以及来自全球共29个单位的34位学者,在全球树木多样性维持机制研究方面取得了重要进展。相关研究成果以《竞争与促进对全球树木多样性的重要性》(The importance of competition and facilitation for global tree diversity)为题,于2026年4月8日在线发表于《自然》(Nature)杂志。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-026-10349-2。
热带森林中,多物种如何共存并形成高多样性群落,是生态学领域长期关注的热点问题。为解释热带森林比其他高纬度森林具有更高的物种多样性这一现象,学界虽已提出多种假说,但尚未形成统一理论解释。现有研究普遍认为,一个地区的物种多样性是局域、区域与进化生态过程共同作用的结果。其中,局域过程(如邻体间的竞争与促进作用)对群落物种库构建的贡献,或与进化及区域过程同等重要。但针对其如何塑造物种多样性的纬度梯度格局,仍缺乏统一认知与机制性解析。
为回答这一重要科学问题,研究人员整合了分布于南纬 5° 至北纬 47°地区(涵盖亚洲、北美洲、南美洲、大洋洲和非洲)的17个大型森林样地数据,包含5567个树种共计2621809株树木,系统解析了相邻物种间竞争和促进作用的相对重要性随纬度梯度的变化规律。结果表明,物种间邻体竞争作用在大多数样地中占主导地位;在赤道附近,物种间邻体竞争与促进作用的强度大致相等,且邻体间竞争作用随纬度升高而增强。这种邻体间相互作用的纬度变化格局,在一定程度上与豆科植物及非丛枝菌根树木的存在密切相关,并受到大径级树木存在与年平均气温变化的共同调控(见图)。
该研究首次在全球尺度上系统揭示了物种邻体间相互作用对物种多样性纬度格局的相对贡献,及其在塑造全球森林树木多样性格局中的重要性。研究同时指出,在林业造林经营与生态修复实践中,可适当提高利于邻体共存的物种比例(如豆科植物等),以此提升森林群落的多样性、生产力与稳定性。该结论可为退化森林生态修复及造林过程中关键类群的补植与改造提供科学依据。
图 (a) 全球17个森林大样地分布;(b)全球17个大样地具有邻体促进作用的物种数量比例随纬度升高而降低;(c)分别排除豆科物种和非丛枝菌根树种后,具有邻体促进作用的物种数量比例与纬度之间相关关系的斜率变小