長期以來，在生物界存在著這樣一個觀點，生物多樣性高的森林，由于其內往往有很多功能相似的物種，因此丟失(滅絕)一些物種對其生態(tài)系統(tǒng)功能的影響很小。但近日一項在線發(fā)表于國際頂尖學術雜志《自然·生態(tài)學與進化》上的研究成果，對這個觀點提出了“異議”。

由廈門大學、中科院植物研究所等研究人員，以及瑞士、德國相關學者組成的跨國科研團隊研究指出，在生物多樣性高的森林中，當物種“隨機”滅絕時，其對森林產材量的影響接近于零;但是當物種“非隨機”滅絕時，其對森林產材量的影響則會很大。研究數據表明，后者情境下森林的減產量是前者情境下的20倍。

各物種間有著特殊的相互作用

那么，何為“非隨機”滅絕呢?

“中國森林生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的關系”項目發(fā)起者之一、瑞士蘇黎世大學的施本德教授解釋說，已有科學研究發(fā)現(xiàn)，絕大部分的物種滅絕都不是隨機的，而是依照物種特征按序發(fā)生的，“比如，全球變暖導致的頻繁干旱，可能會使不耐旱的物種先滅絕，分布范圍較窄的物種也會比全球廣泛分布的物種先滅絕等。”

在論文的共同第一作者、廈門大學環(huán)境與生態(tài)學院副教授陳宇新和其團隊成員的實驗中，他們模擬了4種不同的物種滅絕風險特性，來觀察當物種按這些特性“非隨機”滅絕時，對森林產材量的影響。一是分布范圍的大小。二是植物葉子的特性。葉子較薄的植物，可以更好地吸收陽光和資源，會長得更快，但同時它抵抗干旱的能力也會較弱。三是植物在進化上的特異性，即看物種在進化上的“親緣關系”，一般認為，“孤苦伶仃”的物種滅絕風險會更高。四是物種家族的繁弱。越是“弱小”的家族，滅絕的風險越高。

在得到“當物種‘非隨機’滅絕時，森林產材量會大幅減少”的實驗結論后，陳宇新和團隊成員開始分析其背后的原因。

“當物種依其滅絕風險有序丟失時，首先丟失的物種可能是最特殊的一些物種，當然，它們對生態(tài)系統(tǒng)功能可能也具有不可替代的貢獻。更重要的是，在生態(tài)系統(tǒng)中，物種都不是獨立存在的，而是彼此間進行著復雜的相互作用。當這些特殊物種丟失時，與它們相關的特殊相互作用也會相應丟失或改變，并進一步影響生態(tài)系統(tǒng)功能。” 陳宇新說。

生物多樣性保護十分緊迫

據陳宇新介紹，該研究進行的實驗地點是一個大型野外森林。

2009年，來自中國、瑞士和德國的60多名科學家共同合作，在江西省德興市新崗山鎮(zhèn)建立了一個40公頃(約600畝)的大型森林控制實驗樣地，種植超過30萬棵木本植物，致力于研究“中國森林生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能的關系”項目。這也是全球首個在高生物多樣性的亞熱帶森林建立的大型野外森林多樣性實驗基地。

在這個大型“實驗室”里，中外科學家們分成森林產材量、病蟲害、水土流失、生物地球化學循環(huán)等若干研究方向，對不同生物多樣性下的不同生態(tài)系統(tǒng)功能進行研究。此次的研究成果便是“生物多樣性與森林產材量”研究小組的階段性成果。

陳宇新表示，這個實驗結果再次強調了生物多樣性保護的重要性，也從科學的角度印證了當前中國加快生物安全立法的必要性和緊迫性。

“生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響機制”一直是生物多樣性和生態(tài)學研究領域的熱點，科學家們就此展開了長達近30年的研究。

“這個項目已經進行到第十年，我們希望將它持續(xù)做下去。”該項目的另一位發(fā)起者、中國科學院植物研究所研究員馬克平說，“全球變暖可能使極端氣候事件在未來愈加頻繁和嚴重，生物多樣性會如何響應氣候變化并影響生態(tài)系統(tǒng)功能和人類福祉是我們未來想要在這個實驗基地繼續(xù)探索的問題。”

本報記者 謝開飛 通訊員 李 靜

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