近年来，随着全球性物种灭绝速度的加快，生物多样性与生态系统功能的关系已成为当前人类社会面临的一个重大科学问题。在过去10多年间，尽管关于生物多样性和生产力之间关系及其潜在机制的研究已经取得了重要进展，但由于多数研究多采用控制实验方法，实验大多局限于相对较小的空间（<100m²） 和时间（1~10年）尺度内，其研究结果很难真实地体现更大时空尺度上的自然生态系统中生物多样性与生态系统功能的关系。此外，人们常常将生物多样性等同于物种丰富度，忽视了生物多样性的其他内涵，尤其是功能多样性和谱系多样性。

基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所天然林生态组的副研究员原作强及其合作者以长白山阔叶红松林和杨桦次生林样地为研究对象，利用长期连续、固定监测数据分析了地上生物量的现状和动态（Yuan et al. 2016a），收集了叶片磷含量、叶片氮含量、叶面积、比叶面积、木材密度和比根长等功能性状，比较各性状的聚散特征（Yuan et al. 2016b），计算了物种丰富度、功能多样性和谱系多样性试图回答以下科学问题：

1） 相较于物种丰富度，谱系和功能多样性是否对群落生物量和生产力有更好的预测力？

2） 综合考虑是否多样性的不同内涵时，哪些多样性指数组合能够最大程度地解释生物量和生产力变异？

3)  生物多样性与生产力关系在不同演替阶段如何变化？

研究发现：1）几乎所有的多样性指数都与群落生产力呈显著正相关关系，谱系多样性对群落生产力的预测力更好，但是该研究不支持物种丰富度的预测力最弱这一观点。2）由于性状之间权衡作用的关系，综合考虑物种丰富度、谱系多样性和基于单个性状（而非性状的综合）的功能多样性能够最大程度地解释生产力变异。3）生物多样性对群落生产力的促进作用在演替阶段后期更强。该研究结果证实，随着群落的演替，温带天然林中不同的多样性指数对生态系统功能的影响亦发生变化，说明生物多样性与生态系统功能的关系是一个动态的过程，考虑真实生态系统中多因果关系（multi-causality in complex world）、多时空尺度和生物多样性的多维性（multiple dimensions），将成为正确理解和把握生物多样性与生产力关系的突破口（Yuan et al. 2016c）。

上述研究得到国家自然科学基金(41101188, 41301057和31370444）和中科院国际合作项目（151221KYSB20130003）的资助。

1. Yuan et al. 2016a. Pattern and dynamics of biomass stock in old growth forests: The role of habitat and tree size. Acta Oecologica 75:15-23.

2. Yuan et al. 2016b. Scale-dependent effect of biotic interactions and environmental conditions in community assembly: insight from a large temperate forest plot. Plant ecology 217:1003-1014. 

3. Yuan et al. 2016c. Multiple metrics of persity have different effects on temperate forest functioning over succession. Oecologia 182:1175-118.

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