Page 183 - 《广西植物》2023年第8期

８ 期 李珊等: 亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究基地 (ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ)研究进展 １ ５ ２ ５

ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｎ ｍｕｌｔｉ￣ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇꎬ ｅ. ｇ. ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙꎬ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ￣ｔｒｏｐｈｉｃ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ. Ｗｅ ｓｕｇｇｅｓｔ ｔｈａｔ ｆｕｔｕｒｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ ｓｈｏｕｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ
ｈｉｇｈ￣ｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇꎬ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｍｕｌｔｉ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓꎬ ｍｕｌｔｉ￣ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓꎬ ｍｕｌｔｉ￣
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓꎬ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ￣ｓｃａｌｅｓ ｉｎ ＢＥＦ ｓｔｕｄｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ ｃａｎ ｈｅｌｐ ｉｎ ｂｅｔｔｅｒ
ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ＢＥＦ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇꎬ ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａꎬ ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ ｆｏｒｅｓｔꎬ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｍｍａｒｙ

在世界范围内ꎬ森林为各种各样的植物、动物 年建成ꎬ海拔 １０５ ~ ２７５ ｍꎻ样地 Ｂ 于 ２０１０ 年建成ꎬ
和微生物提供了栖息地ꎬ并为人类福祉提供多种重 海拔 １０５ ~ １９０ ｍ(图 ２)ꎮ 两个样地的物种库共包
要的生态系统服务ꎮ 基于草地生态系统的生物多 含 ４２ 种乔木和 １８ 种灌木ꎬ按照随机断棍和物种直
样性与 生 态 系 统 功 能 ( ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ 接丧失两种方式进行多样性设计ꎮ 两个样地均以
ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇꎬ ＢＥＦ) 研究结果表明ꎬ植物物种多样性 ６６６.６７ ｍ (２５.８２ ｍ × ２５.８２ ｍꎬ １ 亩) 为基本单元
２
对植物生产力有促进作用(Ｃａｒｄｉｎａｌｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 样方进行幼苗种植ꎬ共计 ５６６ 个样方ꎮ 在一个基
物种多样性通过调节生态系统的养分循环、多营养 本样方中ꎬ乔木物种水平分别为 １、２、４、８、１６、２４
级相互作用等途径ꎬ从而影响生态系统的生产力及 种ꎮ 灌木配植在由 ４ 个基本单元样方组成的超级
稳定性 (Ｍａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 由于森林生态系统结构 样方中ꎬ多样性水平分别为 ０、２、４、８ 种ꎮ 在实验
复杂且植株个体生长周期长ꎬ因此开展 ＢＥＦ 研究相 样地的每个基本单元样方内栽植 ４００ 棵乔木幼
对困难ꎮ 森林 ＢＥＦ 实验较之草地系统有其突出的 苗ꎬ间距为 １.２９ ｍꎬ灌木设置同样的密度ꎬ栽植在
优势:更加方便在个体水平上开展实验研究ꎬ控制 乔木之间ꎮ 两个样地栽植的木本植物总数超过 ３０
密度和均匀度ꎻ更加充分地观察到物种间及其与环 万株 (马克平ꎬ ２０１３ꎻ Ｂｒｕｅｌｈｅｉｄｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)ꎮ

境间的相互作用随时间的变化 (马克平ꎬ ２０１３)ꎮ １.２ 比较实验样地
森林 ＢＥＦ 的研究起步较晚ꎬ自 ２０００ 年以来ꎬ 该样地于 ２００８ 年建立ꎬ共设 ２７ 个 ３０ ｍ × ３０ ｍ
在全球范围内陆续建立了 ２９ 个森林 ＢＥＦ 的实验ꎬ 的小样地ꎮ 样地覆盖 ５ 个演替阶段ꎬ当年的群落年
形成 了 全 球 森 林 ＢＥＦ 研 究 网 络 ( ＴｒｅｅＤｉｖＮｅｔꎬ 龄分别为<２０、２０~４０、４０ ~６０、６０ ~８０、>８０ 年ꎮ 根据
ｗｗｗ.ｔｒｅｅｄｉｖｎｅｔ.ｕｇｅｎｔ.ｂｅ)ꎬ研究区域包括寒温带、温 第一次普查的结果ꎬ株高大于 １ ｍ 的木本植物有
带、亚热带和地中海地区ꎬ树种多样性水平设置为 １４８ 种ꎬ隶属于 ４６ 科 (Ｂｒｕｅｌｈｅｉｄｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ
０ ~ ２４ 种 不 等ꎬ 涉 及 ２３０ 个 树 种ꎬ 百 万 余 棵 树 木
(Ｐａｑｕｅｔｔｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 这些实验的具体设计虽 ２ 新岗山主实验样地研究进展
然各不相同ꎬ但都是通过控制木本植物的物种多
样性来量化树种多样性与生态系统功能的关系ꎮ 截至 ２０２３ 年 ３ 月ꎬ基于 ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ 平台已发
在这些森林 ＢＥＦ 实验中ꎬ亚热带森林生物多样性 表论文 ２２９ 篇ꎬ内容涉及生物多样性对多种生态
与生态系统功能实验基地 ( Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ￣Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ 系统功能的影响ꎬ包括生产力、养分循环、多营养
Ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｃｈｉｎａ Ｐｌａｔｆｏｒｍꎬ ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ) 级相互作用关系等方面 (图 ３)ꎮ
是亚热带首个人工控制生物多样性实验ꎬ通过开 ２.１ 树种多样性对树木生长和生产力的影响
展长期的系统性研究ꎬ探究亚热带森林植物、动 在实验 的 早 期 阶 段ꎬ 通 过 对 幼 树 生 长 速 率
物、微生物等多营养级的生物多样性对生态系统 (Ｌａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻ Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻ Ｈａｈｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ
功能和稳定性的影响及其内在机制ꎮ ２０１７ｂ)、冠层结构 ( Ｌａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)、 吸水特性
(Ｔｒｏｇｉｓｃｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６) 等方面的研究表明ꎬ树种多
１ 实验样地 样性对生产力的促进作用因年限不足而未显现ꎮ
幼树生长表现出明显的物种特异性ꎬ受物种本身功
ＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ 实验样地包括两个部分ꎬ即位于江 能性状和所处环境的影响ꎬ树木生长和性状关系可
西省德兴市新岗山镇的人工控制实验样地和钱江 以随着树种多样性的变化而改变ꎬ在树种多样性较
源国家公园内的比较实验样地 (图 １)ꎮ 高的群落ꎬ性状对生长的影响更为显著( Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ
１.１ 人工控制实验样地 ２０１４ꎻ Ｋｒöｂｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻＢｏｎｇｅｒｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ｂ)ꎮ
该样地包含样地 Ａ 和样地 Ｂꎮ 样地 Ａ 于 ２００９ 随着时间的推移ꎬＢＥＦ￣Ｃｈｉｎａ 平台陆续报道了