撫育采伐作為一種廣泛采用的森林經營方式，被認為是維持森林可持續發展的重要管理措施。近期北京林業大學全國高校黃大年式教師團隊、國家林草局林業和草原科技創新團隊——森林經營教師團隊，以東北溫帶天然林長期經營控制性實驗為基礎，從多重空間尺度上解析了森林經營活動對生態系統穩定性的影響。該研究通過長期定位觀測實驗，首次提供了森林生態系統總體和組成穩定性對撫育采伐的響應存在尺度依賴性的證據，強調了森林經營中維持空間異步性的重要性。成果以“Selective logging destabilizes the functioning and composition of forest ecosystems at multiple spatial scales”為題，發表在生態學領域經典期刊Oikos上。
圖1 多重空間尺度上生物多樣性與穩定性關系的概念框架
論文提出了多重空間尺度上生物多樣性與穩定性關系的概念框架（圖1），發現在撫育采伐后的最初幾年，α和γ多樣性均與采伐強度呈現顯著負相關關系，但到采伐后第10年，不再顯著相關（圖2）。當綜合考慮總體和組成穩定性時，局域和更大空間尺度上的生物多樣性與穩定性之間均呈正向關系。
值得注意的是，不同撫育強度上的生物多樣性與穩定性關系存在顯著的大小和方向差異。撫育采伐主要通過降低局域空間尺度的α穩定性來影響γ穩定性（圖3）。撫育采伐對α多樣性有負面影響，但對β多樣性和空間異步性沒有顯著影響。此外，α多樣性的提高促進了局域空間尺度的總體和組成的穩定性。與此不同，β多樣性對總體和組成的空間異步性的影響并不顯著。這些發現強調了撫育采伐對生物多樣性和生態系統穩定性的多重影響，并進一步明確了森林經營中控制撫育采伐強度的重要性。
圖2 撫育采伐對不同空間尺度生物多樣性的影響
在γ尺度上，森林生態系統的穩定性受到α穩定性和空間異步性的共同促進。由于α穩定性和α多樣性的生物保險效應減弱，森林撫育對穩定性的負面影響從局部傳遞至更大的空間尺度。與此同時，撫育采伐對總體和組成方面的空間異步性并未表現出顯著的影響，α多樣性依然在維持總體和組成穩定性方面扮演著生物保險的角色。隨著撫育采伐導致的α穩定性和α多樣性減弱，生態系統對外部干擾的抵抗力下降，使得撫育采伐的負面效應在各個空間尺度上逐漸顯現。因此，森林經營實踐中注重撫育采伐與生物多樣性保護平衡，才能確保生態系統功能和物種組成的可持續性。
圖3 多重空間尺度上撫育采伐、生物多樣性與穩定性的因果關系
北京林業大學森林經理學科博士畢業生喬雪濤為第一作者，張春雨教授為通訊作者。蒙彼利埃大學Thomas Lamy研究員、北京大學王少鵬研究員、烏特勒支大學Yann Hautier教授、吉林省林科院張忠輝研究員、何懷江副研究員、哥廷根大學Klaus von Gadow教授，我校趙秀海教授、耿燕副教授、張乃莉副教授等參與了研究。國家重點研發計劃、北京林業大學杰出青年人才培養計劃資助了該項工作。
