《林业科学》特邀综述|刘世荣院士:树种多样性对森林生态系统多功能性和韧性的影响

刘世荣^1*　陈远其^1，2　聂秀青¹　明安刚³　王晖1

本研究首先构建了树种多样性驱动生态系统多功能性的理论框架，指出树种多样性并非简单的“数量叠加”，而是通过生态位分化、资源分配与功能性状整合及拮抗、互补效应与选择效应，以及杠杆效应与功能冗余等一系列生态学机制，在个体、种群和群落等多个尺度，协同塑造森林生产力、碳汇能力、水源涵养、地力维持等多功能性与韧性（图1）。

图1　树种多样性对生态系统多功能性与韧性影响的概念图

在实证层面，研究综述了树种多样性不仅能够普遍提升森林生长与生产力，更可以通过对地下生态过程的深刻调控来巩固系统功能基础。文章重点揭示了树种多样性如何促进土壤有机碳固持、优化土壤养分循环、改变根系分泌物组成，并调节土壤微生物群落，最终通过一个复杂的根系–土壤–微生物互作网络（图2），驱动生态系统功能的实现与长期维持。

图2　树种多样性对根系–土壤–微生物互作的影响

尤为重要的是，文章指出树种多样性是增强森林生态系统气候韧性的关键（图3）。高多样性的森林犹如一个“多功能缓冲系统”：通过树种间对干旱等胁迫的异步性响应和功能冗余，有效缓冲极端气候事件的冲击；通过稀释效应和天敌增强机制，天然抑制病虫害的暴发与蔓延；通过更高效的资源利用，构建抵御外来入侵的“生物堡垒”。

基于上述认识，文章融合生态学理论与经营实践，提出了四条协同提升森林质量与多功能性的技术路径：

（1）树种选择与遗传多样性优化：超越物种多样性，重视种内遗传变异，提升种群适应潜力。

（2）混交造林与功能型树种组配：依据针阔、固氮与非固氮、菌根类型等功能性状进行精准组配，最大化种间生态互补效应。

（3）轮伐期调整与地力维持：通过适度延长轮伐期，降低干扰频率，为森林结构成熟与功能稳定创造条件。

（4）景观配置与多功能性协同：在景观尺度上，优化森林斑块的空间异质性与生态连通性，实现不同生态系统服务在空间上的互补与区域整体韧性的提升。

本文不仅系统整合了当前树种多样性-生态系统功能关系的研究脉络，更为实现“森林四库”（水库、钱库、粮库、碳库）功能协同提升、推动基于自然的森林适应性与韧性经营提供了关键的科学依据和可操作的实施路径。

该研究由中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所、湖南科技大学及中国林业科学研究院热带林业实验中心研究人员合作完成。刘世荣院士为第一作者兼通信作者，陈远其教授、聂秀青副研究员、明安刚研究员和王晖研究员等共同参与了该项工作。研究得到了国家自然科学基金（W2511032, 32271719）及国家重点研发计划（2021YFD2200402, 2021YFD2200405）等项目的支持。

刘世荣*，陈远其，聂秀青，明安刚，王晖. 2026. 树种多样性对森林生态系统多功能性和韧性的影响. 林业科学, 62（1）：1–18.