生态学院元素生物地球化学研究团队成员郭佳欢博士以“Positive effects of species mixing on biodiversity of understory plant communities and soil health in forest plantations”为题在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表最新研究成果（原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2418090122），并被选中在PNAS Showcase on Kudos展示。

森林覆盖着地球约31%的陆地面积，在维持全球生态平衡和提供关键生态系统服务（如碳储存、水分调节及生物多样性保护）方面具有不可替代的作用。森林生态系统不仅是众多野生动植物的重要栖息地，更在缓解气候变化和维持人类生计方面发挥着关键作用。然而，为获取木材及发展农业将天然林转化为单一树种人工林的做法，已引发对生物多样性丧失和土壤退化的严重担忧。与天然林相比，单一树种人工林具有树种单一化的特征，通常表现出生态系统韧性降低、生物多样性减少及土壤功能退化等弊端。这种生态系统功能的退化对环境和经济的可持续发展构成了双重威胁。

混交林在维持森林生物多样性与土壤健康方面的潜力日益受到关注，然而目前尚缺乏对其全球效益的系统评估。为填补这一知识空白，这项研究整合了全球311项针对不同森林生态系统的研究数据，对混交林与纯林进行了7,045组配对观测的荟萃分析（图1）。研究发现，与纯林相比，混交林显著提高了林下植物生物量（32.6%）、盖度（55.4%）和物种丰富度（32.2%），香农多样性指数与皮洛均匀度指数分别提升28.2%和8.6%，辛普森多样性指数增加9.6%（图2）。当区分灌木层与草本层时，树种混交对灌木多样性具有显著正向效应，但对草本多样性无显著影响。

此外，混交林显著改善了土壤性质。与纯林相比，混交林的土壤养分含量提升9.6%~17.8%，养分有效性提高14.7%~33.5%，土壤微生物生物量增加17.2%~28.8%，土壤固碳能力增强7.2%~19.9%（图2）。这些土壤改良效应在含豆科树种的混交林中尤为突出。研究发现树种混交的效益受气候条件、地理区位和林龄的共同调控，其中温带地区与成熟林分的提升效应最为显著。

在全球生物多样性丧失与气候变化日益加剧的背景下，这项研究证实混交林可作为应对这些全球性挑战的关键策略。相较于单一物种栽培的纯林，混交林通过显著提升林下生物多样性及改善土壤健康状况，提供了更具可持续性的替代方案。研究强调了在森林经营中采用混交模式的重要性——尤其在那些环境条件能最大化其生态效益的区域。这一转变将有助于生物多样性保护、增强生态系统韧性并缓解气候变化，因而成为全球可持续森林管理的核心路径。

图1 荟萃分析中使用的研究样地的分布示意图

图2混交对人工林凋落物生物量、林下植物群落（A）及土壤性质（B）的影响

郭佳欢博士为论文的第一作者，海南大学冯会丽副教授为通讯作者，海南大学为第一完成单位。加拿大魁北克大学Daniel Kneeshaw教授、彭长辉教授，南京林业大学王维枫教授、渠心静博士，国际竹藤中心武耀星博士，南京大学冯磊博士，以及安庆师范大学潘畅博士为本论文的合作作者。该研究得到了国家自然科学基金(32301403)、中国博士后科学基金(2023M740949)等项目的支持。

图文：郭佳欢

审核：刘文杰、林豪燕