森林生態係統正麵臨日益加劇的環境變化壓力，導致生物多樣性下降，並增加了發生生物幹擾的風險。雖然已有研究強調在探討生物多樣性喪失後果時應關注生態係統功能的時空維度，但大多集中在植物層麵。而事實上，更高營養級的群落不僅在維持生物多樣性與生態係統功能關係中發揮關鍵作用，同時也是森林中頻繁發生的生物幹擾事件的重要驅動因素。因此，深入解析植食性昆蟲群落穩定性的驅動機製，不僅是理解森林生態學規律的核心科學問題，也是應對森林管理挑戰的現實需求。

近日，朱朝東研究組王明強博士（現為中國科學院成都生物所副研究員）以BEF-China樣地連續6年（2017–2022）觀測的鱗翅目幼蟲（17,850個個體，涵蓋870個MOTUs）為研究對象，聯合德國哥廷根大學Andreas Schuldt教授、Georg Albert博士，中國科學院植物研究所馬克平研究員、劉曉娟研究員，揭示了中國亞熱帶森林植食性昆蟲群落時空穩定性驅動因素。

研究基於森林多樣性實驗平台BEF-China，從樹種多樣性、葉片功能性狀、樹木生長動態和微氣候等多維度係統揭示了亞熱帶森林中鱗翅目幼蟲群落的時空穩定性驅動因素（圖1）。結果顯示：

1.  鱗翅目幼蟲群落的均值指標，包括多度、物種豐富度和係統發育多樣性（MPD），呈現明顯的時間波動（圖2a）。整體變化趨勢與同期宏觀氣候（季節均溫和降水）一致，但相關性較弱。具體來看，冬季氣溫和降水升高顯著降低了幼蟲多度和物種豐富度，而冬季氣溫升高則促進了MPD（圖2b,c）。

2.  樹種豐富度與鱗翅目幼蟲的平均多度、物種豐富度、MPD以及其時間和空間穩定性均呈正向關聯（圖2d–g）。

3.  樹種豐富度通過增強群落穩定性，進一步正向影響群落均值指標，其作用強於功能多樣性、樹木生長和氣候穩定性帶來的負向調節作用。相比之下，功能多樣性和樹木生長速率主要削弱穩定性指標，間接降低了群落均值（圖3）。

4.  不同因素對群落指標的影響存在差異：多度受樹種豐富度和空間穩定性影響最強，其次為氣候和樹木生長動態；MPD受時間穩定性和冬季溫度影響最顯著；而物種豐富度的影響則較為平均分布於各因子（圖4a–c）。總體而言，樹種豐富度在各季節均表現出穩定正向作用，而其他變量如功能多樣性、生長動態和微氣候的效應方向與強度隨季節變化（春秋負效應較強，夏季較弱或不顯著）。此外，微氣候溫度對幼蟲群落的影響從春季至秋季逐漸減弱（圖4d–f）。

5.  樹種豐富度顯著降低了幼蟲群落的物種時空β多樣性，提高了物種組成穩定性；同時提升了空間上的係統發育β多樣性，可能增強不同類群間的功能互補與異步響應。研究還發現，物種周轉越快（即較高的物種β多樣性）會降低群落物種穩定性，而係統發育β多樣性則提升MPD在時間和空間維度上的穩定性（圖5）。

綜上所述，本研究為揭示氣候變化背景下森林昆蟲群落波動及害蟲暴發的生態機製提供了重要證據。結果顯示，樹種多樣性能夠通過提升鱗翅目幼蟲群落的時空穩定性，有效緩解氣候波動帶來的不利影響，體現了其關鍵的生態調節作用。同時，樹木生長動態和微氣候對昆蟲群落的影響在很大程度上獨立於多樣性效應，說明植物–食草昆蟲互作受到多條“自下而上”途徑的共同調控。鑒於全球多樣性持續下降，這一穩定機製可能因植物多樣性喪失受到削弱，從而增加昆蟲種群波動及害蟲暴發的風險。本研究不僅深化了對昆蟲群落構成及穩定性機製的理解，也為未來在不同空間尺度上研究昆蟲與宿主植物的異步性關係，以及天敵對昆蟲群落的“自上而下”調控提供了理論基礎，對於增強森林生態係統的適應力和製定科學管理策略具有重要參考價值。

上述研究以“Tree diversity,tree growth,and microclimate independently structure Lepidoptera herbivore community stability”為題發表在國際生態學期刊 《Ecological Monographs》。王明強副研究員為論文第一作者，羅阿蓉副研究員為唯一通訊作者。必威精装版app西汉姆联 朱朝東研究員、哥廷根大學Andreas Schuldt教授參與了論文指導工作，哥廷根大學Georg Albert博士和中國科學院植物研究所馬克平研究員、劉曉娟研究員參與了該項工作。該研究得到了國家重點研發（2022YFF0802300）、科技部基礎資源調查專項（2023FY100203）、國家自然科學基金青年基金（32100343）、國家優秀青年科學基金（32122016）、中國科學院先導B專項（XDB310304）、國家傑出青年科學基金（31625024）的資助。王明強副研究員得到了德國洪堡獎學金等項目的資助。

原文鏈接：https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecm.70026

圖1 鱗翅目幼蟲群落對潛在的自下而上的樹種豐富度在時空尺度上的響應的概念圖

圖2 鱗翅目幼蟲總體多度和物種豐富度與氣候和樹種豐富度的跨季節、跨年關係

圖3 樹種多樣性對鱗翅目幼蟲自下而上調控的影響

圖4 自下而上調節樹種多樣性對鱗翅目幼蟲的整體和季節性影響

圖5 鱗翅目幼蟲總體時空β多樣性與樹種豐富度的關係以及鱗翅目幼蟲豐富度與平均成對係統發育距離（MPD）的時空穩定性的關係