中山大学最新Nature！

长期以来，科学家观察到地球上的树木种类从赤道向两极逐渐减少，这一被称为“纬度多样性梯度”的规律是生态学中最经典的生物地理格局之一。然而，关于是什么机制驱动了这一梯度，尤其是邻居树木之间的竞争关系（即同种负密度依赖）在其中扮演何种角色，学界一直存在争议。以往研究大多假设树木之间的影响是简单的“一对一”相互作用，忽略了当多个邻居同时存在时可能产生的复杂变化。

2026年4月29日，中山大学生态学院储诚进教授团队在国际顶级期刊《自然》（Nature）上发表题为《高阶相互作用增强树木纬度多样性梯度》的研究论文。研究团队整合了全球32个大型永久性森林样地的监测数据，涵盖从热带到寒温带的上万种树种，通过构建树木生长与存活的数学模型，系统区分了邻居之间的成对相互作用与高阶相互作用，并评估了它们随纬度的变化规律以及对物种多样性的影响。

研究团队分析了超过300万棵树木的生长与存活记录，发现高阶相互作用并非罕见现象——在40%的物种-样地组合中，引入高阶相互作用的生长模型显著优于传统模型。这些高阶相互作用表现为：当两棵树之间的相互影响受到第三棵树存在而增强或减弱时，整个邻居关系网络便出现了非线性变化。有趣的是，高阶相互作用的强度从热带向寒温带逐渐减弱，而且它们对稀有物种往往起到促进生长的积极作用，对常见物种反而产生抑制。这种“偏袒”稀有物种的稳定化效应，有助于维持群落中更多物种长期共存。

进一步分析表明，高阶相互作用的稳定化效应随纬度升高而明显减弱：在热带森林中最强，在温带森林中大幅下降。与之形成对比的是，传统的成对相互作用的稳定化效应并未表现出显著的纬度变化。这意味着，正是高阶相互作用随纬度的衰减，放大了热带与温带森林之间物种多样性的差距。该研究还发现，高阶相互作用能够削弱同种个体之间的负密度依赖效应——热带森林中物种密集，同种树木之间本应因共享天敌或资源竞争而受到强烈抑制，但其他树种的介入有效缓解了这种压力，从而使得更多树种能够共存。而在温带森林中，这种缓冲作用较弱，多样性因此较低。

这项研究为理解全球森林多样性分布格局提供了全新视角，表明树木之间的高阶相互作用是驱动纬度多样性梯度形成的关键因素之一。研究结果也有助于解释为何热带雨林能够成为地球上最丰富的物种宝库，同时为气候变化背景下森林群落的保护与管理提供了理论依据。

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