365英国上市官网在线元素生物地球化學研究團隊成員郭佳歡博士以“Positive effects of species mixing on biodiversity of understory plant communities and soil health in forest plantations”為題在《美國科學院院刊》(PNAS)上發表最新研究成果（原文鍊接：https://doi.org/10.1073/pnas.2418090122），并被選中在PNAS Showcase on Kudos展示。

森林覆蓋着地球約31%的陸地面積，在維持全球生态平衡和提供關鍵生态系統服務（如碳儲存、水分調節及生物多樣性保護）方面具有不可替代的作用。森林生态系統不僅是衆多野生動植物的重要栖息地，更在緩解氣候變化和維持人類生計方面發揮着關鍵作用。然而，為獲取木材及發展農業将天然林轉化為單一樹種人工林的做法，已引發對生物多樣性喪失和土壤退化的嚴重擔憂。與天然林相比，單一樹種人工林具有樹種單一化的特征，通常表現出生态系統韌性降低、生物多樣性減少及土壤功能退化等弊端。這種生态系統功能的退化對環境和經濟的可持續發展構成了雙重威脅。

混交林在維持森林生物多樣性與土壤健康方面的潛力日益受到關注，然而目前尚缺乏對其全球效益的系統評估。為填補這一知識空白，這項研究整合了全球311項針對不同森林生态系統的研究數據，對混交林與純林進行了7,045組配對觀測的荟萃分析（圖1）。研究發現，與純林相比，混交林顯著提高了林下植物生物量（32.6%）、蓋度（55.4%）和物種豐富度（32.2%），香農多樣性指數與皮洛均勻度指數分别提升28.2%和8.6%，辛普森多樣性指數增加9.6%（圖2）。當區分灌木層與草本層時，樹種混交對灌木多樣性具有顯著正向效應，但對草本多樣性無顯著影響。

此外，混交林顯著改善了土壤性質。與純林相比，混交林的土壤養分含量提升9.6%~17.8%，養分有效性提高14.7%~33.5%，土壤微生物生物量增加17.2%~28.8%，土壤固碳能力增強7.2%~19.9%（圖2）。這些土壤改良效應在含豆科樹種的混交林中尤為突出。研究發現樹種混交的效益受氣候條件、地理區位和林齡的共同調控，其中溫帶地區與成熟林分的提升效應最為顯著。

在全球生物多樣性喪失與氣候變化日益加劇的背景下，這項研究證實混交林可作為應對這些全球性挑戰的關鍵策略。相較于單一物種栽培的純林，混交林通過顯著提升林下生物多樣性及改善土壤健康狀況，提供了更具可持續性的替代方案。研究強調了在森林經營中采用混交模式的重要性——尤其在那些環境條件能最大化其生态效益的區域。這一轉變将有助于生物多樣性保護、增強生态系統韌性并緩解氣候變化，因而成為全球可持續森林管理的核心路徑。

圖1 荟萃分析中使用的研究樣地的分布示意圖

圖2混交對人工林凋落物生物量、林下植物群落（A）及土壤性質（B）的影響

郭佳歡博士為論文的第一作者，365英国上市官网在线馮會麗副教授為通訊作者，365英国上市官网在线為第一完成單位。加拿大魁北克大學Daniel Kneeshaw教授、彭長輝教授，南京林業大學王維楓教授、渠心靜博士，國際竹藤中心武耀星博士，南京大學馮磊博士，以及安慶師範大學潘暢博士為本論文的合作作者。該研究得到了國家自然科學基金(32301403)、中國博士後科學基金(2023M740949)等項目的支持。

圖文：郭佳歡

審核：劉文傑、林豪燕