功能性状与地理地形差异对亚热带森林系统发育多样性的预测作用及保护管理意义

本研究针对亚热带非经济林生态系统，通过分析570个样地（含36,000余株树木）的系统发育多样性指标，揭示了功能性状（针叶树比例、常绿树种比例、外生菌根ECM树种）对系统发育多样性变异的强预测作用（解释45.54%方差），显著优于林龄/密度（36.97%）和地理地形（20.23%）。研究为通过定向管理策略（如保护针叶-常绿-ECM树种组合）提升群落进化潜力提供了量化依据，对亚热带森林生物多样性保护具有重要实践指导价值。

　　

在全球气候变化与人类活动加剧生物多样性丧失的背景下，亚热带森林作为中国44%森林面积的承载者，其生态功能与进化潜力的保护面临严峻挑战。传统保护策略多聚焦于物种分类多样性，而忽视系统发育维度（Phylogenetic diversity, PD）这一反映进化历史的关键指标。浙江作为中国亚热带森林核心区与经济发达地区，其森林植被在快速城市化进程中正经历显著退化，但现有研究对如何通过功能性状管理优化系统发育多样性仍存在认知空白。

浙江省农林大学的研究团队在《Forest Ecology and Management》发表的研究，通过多尺度分析揭示了功能性状驱动亚热带森林系统发育多样性的新机制。研究团队在浙江全域布设570个样方（覆盖36,048株乔木），整合森林清查数据与分子系统发育树，计算Faith's PD（反映分支长度总和）、MPD（平均成对距离）、MNTD（平均最近类群距离）及标准化指标SesMPD/SesMNTD。运用Pearson相关性筛选、冗余分析（RDA）和结构方程模型（SEM）等统计方法，解析了功能性状、林分结构与地理地形的相对贡献。

关键研究发现

1. 功能性状的主导作用
   通过方差分解（VPA）显示，针叶树比例（17.6%）、常绿树种比例（6.4%）和ECM树种丰度（3.6%）共同解释45.54%的PD变异，显著高于其他因子。高针叶树-常绿树-ECM树种比例的样地，其MNTD、SesMPD和SesMNTD分别达到低比例样地的1.70倍、6.82倍和501.86倍，表明这类组合能显著促进谱系过度分散（Phylogenetic overdispersion）。

2. 海拔的双重效应
   海拔升高每100米，Faith's PD增加4.1%，但导致SesMPD/SesMNTD下降，呈现"高多样性-低分散度"的聚类模式。SEM证实这源于高海拔区功能性状筛选压力增强，限制远缘物种共存。

3. 林龄与密度的协同影响
   老龄稀疏林分的MNTD值较幼龄密林高1.28-25.08倍，证实长期演替促进远亲物种的积累。土壤深度通过调节功能性状组成（如促进深根性ECM树种）间接提升PD。

保护启示
研究提出三维管理框架：① 优先保护针叶-常绿-ECM树种组合的热点区域；② 将高海拔区作为"进化避难所"重点管理；③ 延长轮伐周期以维持老龄林特有的系统发育结构。该成果突破了传统以物种丰富度为核心的保护范式，为《生物多样性公约》2020后目标中"进化潜力保护"提供了亚热带森林的实践路径。

技术方法亮点
研究整合大尺度野外调查（浙江全域样方网络）、分子系统发育构建（基于APG IV系统）和多模型分析（RDA-SEM耦合），首次量化了功能性状对PD的预测强度。通过控制土壤pH、有机质等13项环境协变量，确保了驱动因子识别的可靠性。

结论与展望
这项研究证实功能性状可作为亚热带森林PD的"生物指示器"，其预测效能超越传统环境因子。未来研究需拓展至不同气候带，并评估功能性状-PD关系对气候变化的响应弹性。成果为生态林管理提供了可操作的性状筛选标准，助力实现"基于进化潜力的精准保护"。