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北京林业大学森林经营教师团队
是教育部首批”全国高校黄大年式教师团队“
经过5年建设
已成为国际林学领域顶尖研究团队
近年来搭建了国际领先的野外研究平台
发表40余篇具有重要国际影响力的学术论文
承担国家重点研发项目等
该团队在东北森林
生物多样性与生产力研究领域
取得重大研究进展
一起来了解！
东北温带森林是《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021-2035年）》中“三区四带”中唯一的森林生态屏障带。由于历史上过度采伐和不合理利用，东北森林原始林占比不足 7%，存在结构单一、生态系统功能持续下降等突出问题。2019年中共中央办公厅和国务院办公厅联合发布了《天然林保护修复制度方案》，天然林修复已上升至国家战略。东北天然林是我国天然林的主体，提升森林质量、恢复生态系统功能、提高生物多样性、促进森林“固碳增汇”成为落实天然林保护修复国家战略的核心任务。
北京林业大学全国高校森林经营黄大年式教师团队和国家林草局森林经营科技创新团队在国家“十三五”典型脆弱生态修复与保护研究重点专项——东北退化森林生态系统恢复与重建（2017YFC0504000）项目的支持下，紧扣国家战略需求，统筹组织吉林林科院、内蒙古农业大学等区内相关单位密切合作，系统搭建了基于大面积监测样地和地理网格样地的点面结合的东北森林长期定位研究平台，大样地面积合计350ha，对80余万棵树实施定位观测；地理网格样地510个，灌木样方900个、草本样方1350多个、获取年轮条8.3万个、植物性状样品5万份、土壤样品1800份。团队以详尽的点面结合平台大数据为基础，围绕生物多样性与生态系统功能等关键领域开展研究，取得一系列具有标志性、引领性的研究进展，发表高水平学术论文40余篇，其中TOP期刊论文28篇，累计影响因子209.79。相关成果发表在Global Change Biology、Global Ecology and Biogeography、Journal of Ecology、Functional Ecology、Frontiers in Plant Science、Ecological Indicators、Forest Ecology and Management和Forest Ecosystems等林学或生态学国际顶尖学术期刊上。
团队取得的研究成果被国家林业和草原局在全国天然林区推广。北京林业大学赵秀海教授牵头的《东北次生林多目标经营理论与关键技术》成果将作为贯彻落实《天然林保护修复制度方案》的主要技术措施进行推广应用，并将纳入到《国家天然林保护修复中长期规划》中，成为推动国家天然林高质量发展的重要科技基础。
东北森林“点面结合”长期定位研究平台
生物多样性维持机制领域
明确了东北森林β多样性的纬度梯度格局。β多样性的纬度梯度格局被广泛报道，但其背后的生态学机制却备受争议。团队成员以横跨暖温带、中温带及寒温带的东北森林生态系统为研究对象，检验了驱动β多样性随纬度梯度变化的生态学机制。结果显示了β偏差的非单调纬向格局，环境过滤是β多样性变化的重要驱动因素，并且随着区域物种库的增大，环境对β偏差的影响随之增大（Zhang et al. 2019,Global Ecology and Biogeography, https://doi.org/10.1111/geb.13101）。
揭示了环境过滤对温带森林功能组成的影响机制。温带森林中不同空间尺度上的性状-环境关系的作用强度并不明确，传统的利用群落加权平均值表征功能组成的方法忽略了种内性状变异的贡献。团队成员以温带针阔混交林为研究对象，在个体水平上测量了木本植物的5种关键功能性状（叶面积、比叶面积、叶碳含量、叶氮含量和木材密度）。研究结果强调了种内变异在准确评估不同尺度的性状-环境关系中的重要性，在局域和区域尺度上揭示了环境过滤对温带森林功能组成的影响机制（Da et al. 2022,Frontiers in Plant Science, https://doi.org/10.3389/fpls.2022.907839）。
创建了一套量化群落组成差异的新方法。群落组成差异反映了物种在时间或空间上的分布变化。传统量化群落差异性的方法主要聚焦物种的数量差异，而忽略物种的生物学和生态学差异，因此很难精确反映群落的实际组成差异。团队成员基于物种数量差异和生物学距离，创建了一套量化群落组成差异的新方法，该方法将物种数量差异与生物学差异纳入统一的组织框架，解决了传统方法难以兼顾物种组成和生物学差异的难题（Hao et al. 2019,Forest Ecosystems, https://doi.org/10.1186/s40663-019-0188-9）。通过对该方法进一步拓展，使其同时纳入了功能性状距离和系统发育距离，从而能够更加全面地反映群落组成在时空尺度上的变异规律。与传统方法相比，新方法在揭示吉林蛟河30 公顷大样地群落组成随空间及环境梯度的变化规律上取得了更好的效果（Hao et al. 2019,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.03.006）。该方法还可扩展应用于森林植被分类。基于全球35块森林样地数据的验证结果显示，与传统依靠森林的物种组成的方法相比，兼顾了森林的功能特征的新方法显著提高了森林分类的精度（Hao et al. 2021,Applied Vegetation Science, https://doi.org/10.1111/avsc.12565）。
基于样地长期监测数据，探究了生物和非生物因素对树木整个生活史阶段生长与存活的影响。生物因素（如生态位分化和邻域相互作用）和非生物因素（如环境过滤）是解释生物多样性维持的主要机制。团队成员基于吉林蛟河针阔混交林样地多年监测数据，探究了生物和非生物因素对从幼苗到成年树木整个生活史阶段生长与存活的相对影响。研究发现，同种密度制约效应随着个体生长而降低，而环境因子的作用则在生长后期有所增加（Yao et al., 2020,Journal of Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2745.13335）。多年生幼苗的存活会显著受到同种密度制约效应的影响，而新生幼苗受同种密度制约效应的影响则相对较小（Qin et al., 2020,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118158）。此外，团队成员研究发现，环境过滤和负密度制约能够显著影响个体的生长-存活权衡关系，但不同生活史策略和生长阶段的树种对环境过滤和密度制约的响应存在差异；在环境胁迫下，负密度制约是物种生长-存活权衡关系的重要影响因子（Qin et al., 2022,Forest Ecosystems, https://doi.org/10.1016/j.fecs.2022.100044）。团队成员对比了两种菌根类型（丛枝菌根和外生菌根）以及树木根际真菌的差异，结果显示强调了菌根真菌在介导密度制约效应对树木存活的影响中发挥着关键作用，进而影响了森林群落的物种组成与构建过程（Qin et al., 2021,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119459）。
生物多样性与生态系统功能研究领域
明确了生物多样性与生产力关系的尺度依赖性。生物多样性与生产力关系是生态学领域最具挑战性的议题之一，尤其是二者关系受到空间尺度的影响，在以往研究中存在较大争议。团队基于吉林蛟河针阔混交林样地，空间定位并连续监测了9万余株DBH≥1cm的树木，首次量化了不同空间尺度（0.01-1公顷）下生物多样性与生产力关系的变化规律。发现生物多样性与生产力关系具有显著的尺度依赖性：在较小的空间尺度上，生物多样性与生产力关系主要由生物学过程决定（互补效应和边际生产力递减效应）；随着空间尺度的增加，生物多样性与生产力关系更多地受到统计机制（如中心极限定理）以及其它过程（如种-面积关系）的影响（Luo et al. 2019,Journal of Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2745.13129）。在更大的区域尺度上，团队成员以东北地区典型天然林为对象，探讨了物种、功能和系统发育不同维度生物多样性-生产力关系随空间尺度的变化规律，结果显示生物多样性的三个维度对生产力的相对重要性也随着区域群落尺度而变化（Qiao et al. 2021,Functional Ecology, https://doi.org/10.1111/1365-2435.13922）。研究进一步评估了从局域到区域尺度上生物多样性的群落稳定性效应，结果显示α多样性与局域稳定性正相关，β多样性都局域群落之间的异步动态正相关，环境异质性则是在更大空间尺度上维持生态系统稳定性的主要因素。（Qiao et al. 2021,Global Ecology and Biogeography, https://doi.org/10.1111/geb.13488）。
揭示了东北亚的森林植被碳储量分布格局，首次报道了朝鲜森林碳储量。森林生态系统具有重要的碳汇功能。东北亚地区在区域和全球碳循环中发挥了至关重要的作用，但现存森林碳密度格局及其潜在驱动因子仍不清楚。团队系统整合了东北亚地区森林监测数据、遥感数据、气候数据以及人为干扰等多个数据源，绘制了1 km×1 km分辨率的森林植被碳密度地图。结果显示中国东北、朝鲜和韩国现存森林碳储量分别为2.53、0.40和0.35 Pg；过去20年间东北亚的森林植被碳储量增加了20-46%，人工造林和森林可持续经营对于维持和提高东北亚森林植被碳储量具有至关重要的作用（Luo et al. 2020,Global Change Biology, https://doi.org/10.1111/gcb.15376）。除生产力和碳汇功能外，森林还能够同时提供多种生态系统功能和服务。团队进一步检验了生物多样性与生态系统多功能性的关系。结果表明植被数量效应与质量比效应是调控我国东北森林生物多样性与生态系统多功能性关系的主导机制，研究结果为森林经营过程中调整不同生态策略功能性状的组成比例及林分密度、实现森林多功能经营提供了理论依据（Yue et al. 2022,Forest Ecosystems, https://doi.org/10.1016/j.fecs.2022.100027）。
东北亚的森林植被碳储量分布格局
构建了东北主要树种单木生长模型并解析了影响其生长的要素。在树木个体生长方面，团队成员基于东北天然林457个0.1ha样地数据集和7560株单株树木的生长记录，探讨了个体大小、局域环境条件和区域气候特征对东北温带森林主要树种生长的影响，并由此分别构建了单木生长模型（Wu et al. 2022,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119769），以及树高-胸径模型（Cui et al. 2022,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120298），为评估东北地区森林生物量和碳储量提供了模型基础。同时，为了预测气候变化背景下树木生长和森林生产力，对长白山沿海拔梯度的混交林中树种生长-气候的关系及其空间变异开展了详细研究。结果揭示了树木生长对气候变化的物种特异性和海拔差异，表明未来气候变暖导致的水分限制可能会使得树木生长速率下降。研究结果有助于预测未来气候变化下混交林的生长动态（Cao et al. 2019,Forest Ecology and Management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2019.05.065）。
基于长期定位观测确立了提高森林碳储量的适宜的采伐强度。采伐是森林经营和调整林分结构的重要手段。团队依托吉林蛟河森林采伐样地（采伐强度包括对照、轻度采伐、中度采伐和重度采伐）开展了长期观测，在不同尺度上获得了重要结论。在单株水平上，轻度采伐下红松和水曲柳两个优势树种都保持了稳定的碳储量增长，表明适宜的采伐强度能够促进主要树种的碳固存（Zhu et al. 2022,Forest ecology and management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119893）。在邻域水平上，发现基于功能性状和系统发育差异性的邻域相互作用随采伐干扰强度的升高而降低，表明采伐可通过调整邻域的空间结构及物种组成，有效地缓解邻域竞争（Yue et al. 2022,Ecological Indicators, https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.108663）。在区域水平上，采伐干扰影响着物种多样性与生产力关系对土壤干旱的响应，该研究结果也为温带森林应对未来气候变化的挑战提供了关键管护策略（Lin et al. 2022,Forest ecology and management, https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120544）。
发表文章列表
[1]. Luo, W., Kim, H.S., Zhao, X., Ryu, D., Jung, I., Cho, H., Harris, N., Ghosh, S., Zhang, C*. and Liang, J.*, 2020. New forest biomass carbon stock estimates in Northeast Asia based on multisource data. Global Change Biology, 26(12), pp.7045-7066.（IF=13.211）
[2]. Zhang, C*., He, F., Zhang, Z., Zhao, X. and von Gadow, K., 2020. Latitudinal gradients and ecological drivers of β‐diversity vary across spatial scales in a temperate forest region. Global Ecology and Biogeography, 29(7), pp.1257-1264.（IF= 7.148）
[3]. Qiao, X., Geng, Y., Zhang, C.*, Han, Z., Zhang, Z., Zhao, X. and von Gadow, K., 2022. Spatial asynchrony matters more than alpha stability in stabilizing ecosystem productivity in a large temperate forest region. Global Ecology and Biogeography, 31(6), pp.1133-1146.（IF= 7.148）
[4]. Luo, W., Liang, J., Cazzolla Gatti, R., Zhao, X. and Zhang, C.*, 2019. Parameterization of biodiversity–productivity relationship and its scale dependency using georeferenced tree‐level data. Journal of Ecology, 107(3), pp.1106-1119.（IF=6.381）
[5]. Yao, J., Bachelot, B., Meng, L., Qin, J., Zhao, X.* and Zhang, C.*, 2020. Abiotic niche partitioning and negative density dependence across multiple life stages in a temperate forest in northeastern China. Journal of Ecology, 108(4), pp.1299-1310.（IF=6.381）
[6]. Qiao, X., Zhang, N., Zhang, C.*, Zhang, Z., Zhao, X. and von Gadow, K., 2021. Unravelling biodiversity–productivity relationships across a large temperate forest region. Functional Ecology, 35(12), pp.2808-2820.（IF=6.282）
[7]. Da, R., Hao, M., Qiao, X., Zhang, C. and Zhao, X.*, 2022. Unravelling Trait–Environment Relationships at Local and Regional Scales in Temperate Forests. Frontiers in Plant Science, 13.（IF=6.627）
[8]. Yue, Q., Geng, Y., von Gadow, K., Fan, C., Zhang, C. and Zhao, X.*, 2022. Effects of neighborhood interaction on tree growth in a temperate forest following selection harvesting. Ecological Indicators, 136, p.108663.（IF=6.263）
[9]. Hao, M., Ganeshaiah, K.N., Zhang, C.*, Zhao, X. and von Gadow, K., 2019. Discriminating among forest communities based on taxonomic, phylogenetic and trait distances. Forest Ecology and Management, 440, pp.40-47.（IF=4.384）
[10]. Cao, J., Liu, H., Zhao, B., Li, Z., Drew, D.M. and Zhao, X.*, 2019. Species-specific and elevation-differentiated responses of tree growth to rapid warming in a mixed forest lead to a continuous growth enhancement in semi-humid Northeast Asia. Forest Ecology and Management, 448, pp.76-84.（IF=4.384）
[11]. Qin, J., Zhang, Z., Geng, Y., Zhang, C., Song, Z. and Zhao, X.*, 2020. Variations of density-dependent seedling survival in a temperate forest. Forest ecology and management, 468, p.118158.（IF=4.384）
[12]. Qin, J., Geng, Y., Li, X., Zhang, C.*, Zhao, X. and von Gadow, K., 2021. Mycorrhizal type and soil pathogenic fungi mediate tree survival and density dependence in a temperate forest. Forest Ecology and Management, 496, p.119459.（IF=4.384）
[13]. Wu, Z., Fan, C., Zhang, C*., Zhao, X. and von Gadow, K., 2022. Effects of biotic and abiotic drivers on the growth rates of individual trees in temperate natural forests. Forest Ecology and Management, 503, p.119769.（IF=4.384）
[14]. Cui, K., Wu, X., Zhang, C., Zhao, X.* and von Gadow, K., 2022. Estimating height-diameter relations for structure groups in the natural forests of Northeastern China. Forest Ecology and Management, 519, p.120298.（IF=4.384）
[15]. Zhu, Y., Zhao, B., Zhu, Z., Jia, B., Xu, W., Liu, M., Gao, L.* and Gregoire, T.G., 2022. The effects of crop tree thinning intensity on the ability of dominant tree species to sequester carbon in a temperate deciduous mixed forest, northeastern China. Forest Ecology and Management, 505, p.119893.（IF=4.384）
[16]. Lin, S., Fan, C., Zhang, C., Zhao, X.* and von Gadow, K., 2022. Anthropogenic disturbance mediates soil water effect on diversity-productivity relationships in a temperate forest region. Forest Ecology and Management, 525, p.120544.（IF=4.384）
[17]. Hao, M., Corral-Rivas, J.J., González-Elizondo, M.S., Ganeshaiah, K.N., Nava-Miranda, M.G., Zhang, C.*, Zhao, X. and Von Gadow, K., 2019. Assessing biological dissimilarities between five forest communities. Forest Ecosystems, 6(1), pp.1-8.（IF=4.272）
[18]. Qin, J., Fan, C., Geng, Y., Zhang, C., Zhao, X. and Gao, L.*, 2022. Drivers of tree demographic trade-offs in a temperate forest. Forest Ecosystems, p.100044.（IF=4.272）
[19]. Yue, Q., Hao, M., Geng, Y., Wang, X., von Gadow, K., Zhang, C., Zhao, X. and Gao, L.*, 2022. Evaluating alternative hypotheses behind biodiversity and multifunctionality relationships in the forests of Northeastern China. Forest Ecosystems, 9, p.100027.（IF=4.272）
[20]. Hao, M., von Gadow, K., Alavi, S.J., Álvarez‐González, J.G., Baluarte‐Vásquez, J.R., Corral‐Rivas, J., Hui, G., Korol, M., Kumar, R., Liang, J., Meyer, P., Liu, W., Zhao, X. and Zhang, C.*, 2021. A classification of woody communities based on biological dissimilarity. Applied Vegetation Science, 24(1), p.e12565.（IF=3.341）
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出品｜北京林业大学党委宣传部
来源｜林学院
作者｜郝珉辉、耿燕
审稿｜郑文波、赵秀海
排版｜高焕然
校对｜郭丁菊
责编｜张薇
审核｜朱天磊
投稿邮箱beilinguanwei@163.com
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