森林占陸地總面積的31%，為人類的衣食住行提供基礎的物質資料，同時也具有不可或缺的固碳增匯、水土保持、氣候調節、觀光旅游等生態系統功能。地球上的森林多以多種物種組合、以混交的方式存在（即混交林），少有單一樹種組成的群落。在人工林中，混交林因為具有多功能價值也被廣泛推崇。生態學理論和營林實踐都表明，相較于單一的純林，混交林通常能提供更豐富的棲息地環境，更有效地防止病蟲害的發生。

然而，混交種植是否能促進樹木生長和森林生產力？這一理論和實踐問題始終未能得到科學的解答。5月20日，《科學》雜志發表了北大城市與環境學院、生態研究中心方精云院士團隊的研究成果。該研究突破傳統野外觀測和控制實驗研究的局限性，使用混交和純種人工林配對數據對混交效應及其形成機制進行了系統定量研究。

研究團隊歷時近5年，構建了包含255個站點、243個樹種、5900余組配對數據的全球混交林實驗數據庫（GlobalMixTrees）；基于該數據庫探究了混交種植對三個主要生長要素（樹高、直徑、地上生物量）的影響，以及多種生物因素（物種組成、林齡、種植密度）和非生物因素（溫度、降水）對混交效應的調控規律。

研究發現，混交林的樹高、直徑和生物量均顯著高于純林，平均增加量分別為5.5%、6.8%和25.5%；這種增產效應主要由種間互補作用所導致（見圖1）。進一步的分析表明，物種性狀組成是影響增產效果的關鍵因素：不同葉型（針葉和闊葉）混交比單一葉型混交的增產效果更好；不同葉生活史（落葉和常綠）混交比單一葉生活史混交的增產效果更好；不同養分獲取策略（固氮和非固氮）混交與單一養分獲取策略混交的增產效果相似。

圖1.混交林在三個生長指標（樹高、胸徑和生物量）上的混交效應，其中正值表示混交林的生長指標高于純林

研究表明，混交林的增產效應隨著林齡和種植密度的增加呈單峰變化，峰值出現在林齡25年左右和種植密度2500~4100株/公頃之間（圖2）；氣候條件在一定程度上也影響增產效果：高溫地區增產效果更明顯，但對降水變化不敏感。此外，研究還顯示，隨著混交物種的增加，增產效應呈現增加趨勢。

圖2.混交林的增產效應隨林齡、種植密度和溫度的變化

該研究系統闡明了混交種植的增產效應及其機制，解決了森林經營生產中久而未決的理論和實踐問題，為全球森林恢復和經營提供了重要參考。同時，研究結果大大豐富和發展了生物多樣性與生態系統功能（BEF）研究，并為BEF理論在生產實踐中的應用搭建了橋梁。鑒于該研究解決了混交林長期懸而未決的理論和現實問題，受到學術界的高度關注。《科學》雜志在同期配發了著名學者JessicaGurevitch教授題為“Managingforestsforcompetinggoals”的評述文章，對該文和同期發表的另一篇論文（由北大生態研究中心華方圓研究員領銜）給予了高度評價。

北京大學城市與環境學院博士研究生馮禹昊為論文第一作者，方精云和王少鵬研究員為論文共同通訊作者，城環學院唐志堯、朱江玲、吉成均等多位師生參與了該研究。瑞士蘇黎世大學BernhardSchmid教授、法國國家科學院MichelLoreau教授、澳大利亞CSIRO水土資源研究所DavidI.Forrester研究員和美國普渡大學費松林教授等也參與了研究。研究得到國家自然科學基金（31988102、32122053）等項目的資助。