森林生态系统正面临日益加剧的环境变化压力，导致生物多样性下降，并增加了发生生物干扰的风险。虽然已有研究强调在探讨生物多样性丧失后果时应关注生态系统功能的时空维度，但大多集中在植物层面。而事实上，更高营养级的群落不仅在维持生物多样性与生态系统功能关系中发挥关键作用，同时也是森林中频繁发生的生物干扰事件的重要驱动因素。因此，深入解析植食性昆虫群落稳定性的驱动机制，不仅是理解森林生态学规律的核心科学问题，也是应对森林管理挑战的现实需求。

近日，中国科学院成都生物研究所王明强副研究员以BEF-China样地连续6年（2017–2022）观测的鳞翅目幼虫（17,850个个体，涵盖870个MOTUs）为研究对象，联合中国科学院动物研究所罗阿蓉副研究员、朱朝东研究员，德国哥廷根大学Andreas Schuldt教授、Georg Albert博士，中国科学院植物研究所马克平研究员、刘晓娟研究员，揭示了中国亚热带森林植食性昆虫群落时空稳定性驱动因素。

研究基于森林多样性实验平台BEF-China，从树种多样性、叶片功能性状、树木生长动态和微气候等多维度系统揭示了亚热带森林中鳞翅目幼虫群落的时空稳定性驱动因素（图1）。结果显示：

1. 鳞翅目幼虫群落的均值指标，包括多度、物种丰富度和系统发育多样性（MPD），呈现明显的时间波动（图2a）。整体变化趋势与同期宏观气候（季节均温和降水）一致，但相关性较弱。具体来看，冬季气温和降水升高显著降低了幼虫多度和物种丰富度，而冬季气温升高则促进了MPD（图2b,c）。

2. 树种丰富度与鳞翅目幼虫的平均多度、物种丰富度、MPD以及其时间和空间稳定性均呈正向关联（图2d–g）。

3. 树种丰富度通过增强群落稳定性，进一步正向影响群落均值指标，其作用强于功能多样性、树木生长和气候稳定性带来的负向调节作用。相比之下，功能多样性和树木生长速率主要削弱稳定性指标，间接降低了群落均值（图3）。

4. 不同因素对群落指标的影响存在差异：多度受树种丰富度和空间稳定性影响最强，其次为气候和树木生长动态；MPD受时间稳定性和冬季温度影响最显著；而物种丰富度的影响则较为平均分布于各因子（图4a–c）。总体而言，树种丰富度在各季节均表现出稳定正向作用，而其他变量如功能多样性、生长动态和微气候的效应方向与强度随季节变化（春秋负效应较强，夏季较弱或不显著）。此外，微气候温度对幼虫群落的影响从春季至秋季逐渐减弱（图4d–f）。

5. 树种丰富度显著降低了幼虫群落的物种时空β多样性，提高了物种组成稳定性；同时提升了空间上的系统发育β多样性，可能增强不同类群间的功能互补与异步响应。研究还发现，物种周转越快（即较高的物种β多样性）会降低群落物种稳定性，而系统发育β多样性则提升MPD在时间和空间维度上的稳定性（图5）。

综上所述，本研究为揭示气候变化背景下森林昆虫群落波动及害虫暴发的生态机制提供了重要证据。结果显示，树种多样性能够通过提升鳞翅目幼虫群落的时空稳定性，有效缓解气候波动带来的不利影响，体现了其关键的生态调节作用。同时，树木生长动态和微气候对昆虫群落的影响在很大程度上独立于多样性效应，说明植物–食草昆虫互作受到多条“自下而上”途径的共同调控。鉴于全球多样性持续下降，这一稳定机制可能因植物多样性丧失受到削弱，从而增加昆虫种群波动及害虫暴发的风险。本研究不仅深化了对昆虫群落构成及稳定性机制的理解，也为未来在不同空间尺度上研究昆虫与宿主植物的异步性关系，以及天敌对昆虫群落的“自上而下”调控提供了理论基础，对于增强森林生态系统的适应力和制定科学管理策略具有重要参考价值。

上述研究以“Tree diversity,tree growth,and microclimate independently structure Lepidoptera herbivore community stability”为题发表在国际生态学期刊 Ecological Monographs。成都生物所为论文第一单位，王明强副研究员为论文第一作者。中国科学院动物研究所朱朝东研究员、哥廷根大学Andreas Schuldt教授参与了论文了指导工作，哥廷根大学Georg Albert博士和中国科学院植物研究所马克平研究员、刘晓娟研究员参与了该项工作。该研究得到了国家重点研发（2022YFF0802300）、科技部基础资源调查专项（2023FY100203）、国家自然科学基金青年基金（32100343）、国家优秀青年科学基金（32122016）、中国科学院先导B专项（XDB310304）、国家杰出青年科学基金（31625024）的资助。王明强得到了德国洪堡奖学金等项目的资助。

原文链接：https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ecm.70026

图1 鳞翅目幼虫群落对潜在的自下而上的树种丰富度在时空尺度上的响应的概念图

图2 鳞翅目幼虫总体多度和物种丰富度与气候和树种丰富度的跨季节、跨年关系

图3 树种多样性对鳞翅目幼虫自下而上调控的影响

图4 自下而上调节树种多样性对鳞翅目幼虫的整体和季节性影响

图5 鳞翅目幼虫总体时空β多样性与树种丰富度的关系以及鳞翅目幼虫丰富度与平均成对系统发育距离（MPD）的时空稳定性的关系