热林所许涵/中山大学方素琴团队成果登上Nature！

从热带雨林到北方针叶林，树种数量呈现出显著的递减趋势——这一纬度多样性梯度是生态学中最经典、也最棘手的谜题之一。尽管科学家提出了气候稳定性、进化时间、空间异质性等多种假说，但至今仍无共识。近年来，越来越多的研究开始关注局部尺度的植物间相互作用，尤其是竞争与促进两种相反过程如何影响群落构建。然而，这两种机制在全球森林多样性格局中的相对重要性，仍缺乏系统性的定量评估。

2026年4月8日，《自然》杂志发表了中国林业科学研究院热带林业研究所许涵研究员、中山大学方素琴副教授团队完成的研究论文《The importance of competition and facilitation for global tree diversity》。研究团队分析了从南纬5°到北纬47°的17个大型永久森林样地数据，涵盖约270万棵树、超过5400个树种，系统评估了邻域尺度上树种间的促进与竞争作用随纬度的变化格局。

研究团队采用个体物种-面积关系（ISAR）方法，判断每个树种的邻域多样性是否高于或低于随机预期。结果显示，在赤道附近，邻域物种多样性高于或低于预期的树种比例大致相当，呈现促进与竞争的“平衡状态”。但随着纬度升高，拥有更高邻域多样性的树种比例显著下降，而邻域多样性偏低的树种比例显著上升。这表明，高纬度森林中竞争性相互作用逐渐占据主导。

为了解促进作用的来源，研究团队分别排除了三类潜在“促进者”：固氮豆科树种、非丛枝菌根真菌共生树种，以及林冠大树。结果发现，排除这些树种后，促进作用的纬度梯度显著减弱。说明在热带森林中，这些树种通过提升土壤氮含量、拓展养分获取渠道或提供遮荫庇护，显著增强了邻域物种多样性。而向高纬度方向，这些机制的作用逐渐丧失，竞争相应增强。

研究发现，稀有树种在统计上更难达到显著的正或负邻域效应，而常见树种的信号更稳定。为此，研究团队进行了空间显式模拟实验，固定扩散、死亡与出生过程，仅改变树种总数。结果显示，即使所有物种生态等价，模拟中并未出现真实数据中的纬度趋势。这排除了“多样性越高、促进比例越高”仅仅是抽样效应的可能性，确认了促进作用的纬向变化是真实生态信号。

在纳入海拔、降水、土壤氮密度、土壤温湿度等八个环境因子后，多元回归分析发现，年均温是唯一与促进作用比例显著相关的环境变量。无论基于邻域个体数量还是物种丰富度，年均温越高的样地，促进作用的比例越高。研究指出，温度升高可能缓解高纬度地区的冷胁迫，降低植物的能量与养分需求，从而在一定程度上恢复促进作用的生态空间。这一发现对气候变暖背景下高纬度森林的管理具有潜在启示。

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