近年來，隨著全球性物種滅絕速度的加快，生物多樣性與生態系統功能的關係已成為當前人類社會面臨的一個重大科學問題。在過去10多年間，儘管關於生物多樣性和生產力之間關係及其潛在機制的研究已經取得了重要進展，但由於多數研究多採用控制實驗方法，實驗大多局限於相對較小的空間（<100m2） 和時間（1~10年）尺度內，其研究結果很難真實地體現更大時空尺度上的自然生態系統中生物多樣性與生態系統功能的關係。此外，人們常常將生物多樣性等同於物種豐富度，忽視了生物多樣性的其他內涵，尤其是功能多樣性和譜系多樣性。
基於此，中國科學院瀋陽應用生態研究所天然林生態組的副研究員原作強及其合作者以長白山闊葉紅松林和楊樺次生林樣地為研究對象，利用長期連續、固定監測數據分析了地上生物量的現狀和動態（Yuan et al. 2016a），收集了葉片磷含量、葉片氮含量、葉面積、比葉面積、木材密度和比根長等功能性狀，比較各性狀的聚散特徵（Yuan et al. 2016b），計算了物種豐富度、功能多樣性和譜系多樣性試圖回答以下科學問題：
1） 相較於物種豐富度，譜系和功能多樣性是否對群落生物量和生產力有更好的預測力？
2） 綜合考慮是否多樣性的不同內涵時，哪些多樣性指數組合能夠最大程度地解釋生物量和生產力變異？
3) 生物多樣性與生產力關係在不同演替階段如何變化？
研究發現：1）幾乎所有的多樣性指數都與群落生產力呈顯著正相關關係，譜系多樣性對群落生產力的預測力更好，但是該研究不支持物種豐富度的預測力最弱這一觀點。2）由於性狀之間權衡作用的關係，綜合考慮物種豐富度、譜系多樣性和基於單個性狀（而非性狀的綜合）的功能多樣性能夠最大程度地解釋生產力變異。3）生物多樣性對群落生產力的促進作用在演替階段後期更強。該研究結果證實，隨著群落的演替，溫帶天然林中不同的多樣性指數對生態系統功能的影響亦發生變化，說明生物多樣性與生態系統功能的關係是一個動態的過程，考慮真實生態系統中多因果關係（multi-causality in complex world）、多時空尺度和生物多樣性的多維性（multiple dimensions），將成為正確理解和把握生物多樣性與生產力關係的突破口（Yuan et al. 2016c）。
上述研究得到國家自然科學基金(41101188, 41301057和31370444）和中科院國際合作項目（151221KYSB20130003）的資助。
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 diversity have different effects on temperate forest functioning over succession. Oecologia 182:1175-118.
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近年來，隨著全球性物種滅絕速度的加快，生物多樣性與生態系統功能的關係已成為當前人類社會面臨的一個重大科學問題。在過去10多年間，儘管關於生物多樣性和生產力之間關係及其潛在機制的研究已經取得了重要進展，但由於多數研究多採用控制實驗方法，實驗大多局限於相對較小的空間（<100m2） 和時間（1~10年）尺度內，其研究結果很難真實地體現更大時空尺度上的自然生態系統中生物多樣性與生態系統功能的關係。此外，人們常常將生物多樣性等同於物種豐富度，忽視了生物多樣性的其他內涵，尤其是功能多樣性和譜系多樣性。
基於此，中國科學院瀋陽應用生態研究所天然林生態組的副研究員原作強及其合作者以長白山闊葉紅松林和楊樺次生林樣地為研究對象，利用長期連續、固定監測數據分析了地上生物量的現狀和動態（Yuan et al. 2016a），收集了葉片磷含量、葉片氮含量、葉面積、比葉面積、木材密度和比根長等功能性狀，比較各性狀的聚散特徵（Yuan et al. 2016b），計算了物種豐富度、功能多樣性和譜系多樣性試圖回答以下科學問題：
1） 相較於物種豐富度，譜系和功能多樣性是否對群落生物量和生產力有更好的預測力？
2） 綜合考慮是否多樣性的不同內涵時，哪些多樣性指數組合能夠最大程度地解釋生物量和生產力變異？
3) 生物多樣性與生產力關係在不同演替階段如何變化？
研究發現：1）幾乎所有的多樣性指數都與群落生產力呈顯著正相關關係，譜系多樣性對群落生產力的預測力更好，但是該研究不支持物種豐富度的預測力最弱這一觀點。2）由於性狀之間權衡作用的關係，綜合考慮物種豐富度、譜系多樣性和基於單個性狀（而非性狀的綜合）的功能多樣性能夠最大程度地解釋生產力變異。3）生物多樣性對群落生產力的促進作用在演替階段後期更強。該研究結果證實，隨著群落的演替，溫帶天然林中不同的多樣性指數對生態系統功能的影響亦發生變化，說明生物多樣性與生態系統功能的關係是一個動態的過程，考慮真實生態系統中多因果關係（multi-causality in complex world）、多時空尺度和生物多樣性的多維性（multiple dimensions），將成為正確理解和把握生物多樣性與生產力關係的突破口（Yuan et al. 2016c）。
上述研究得到國家自然科學基金(41101188, 41301057和31370444）和中科院國際合作項目（151221KYSB20130003）的資助。
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 diversity have different effects on temperate forest functioning over succession. Oecologia 182:1175-118.
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