郭文永教授研究团队在《Nature Plants》上发现全球森林正在“快进化”：外来速生树种扩张，本地慢生树种衰退

树木是陆地生态系统的核心组成部分，在调节气候、维持生物多样性以及支撑人类社会可持续发展等方面发挥着不可替代的作用。然而，土地利用、生物入侵和气候变化等正在共同重塑全球树种的分布格局。一方面，大量本地树种分布范围缩小、灭绝风险上升；另一方面，随着人类有意或无意的引入，外来树种在全球范围内快速扩散，其中部分物种已成功归化，并显著改变了森林群落结构和生态系统功能。

在此背景下，一个关键科学问题随之浮现：外来树种的扩张能否弥补本地树种衰退所带来的生态功能损失，抑或将推动全球森林功能趋同并削弱生态系统韧性？围绕这一问题，华东师范大学生态与环境科学学院郭文永研究团队开展了系统的全球分析。研究团队整合分析了全球 31,001 种树木物种，将其划分为归化外来种、受威胁本地种和非受威胁本地种三类；并基于 8 项关键功能性状（涵盖叶片经济谱、木材密度和种子特征）以及 49 个环境变量，系统刻画了不同类型树种在功能性状空间和环境生态位空间中的分布特征（图1）。

图1  三类树种在功能性状（a）与环境空间（b）中的分布特征

结果显示，归化外来树种占据了更广阔的功能和环境空间，普遍表现为生长快、资源获取能力强、对寒冷和环境波动具有较高耐受性的“获取型”策略；而受威胁树种则主要集中在气候温暖、环境稳定、养分丰富的区域，表现出“生长慢、资源利用保守”的功能特征。在未来情景模拟中，归化外来树种预计将进一步扩张，而受威胁树种在功能空间和环境空间中的占比将显著缩小（图2）。尽管外来树种数量可能持续增加，但它们无法完全替代即将消失的本地慢生树种所提供的生态功能，全球森林功能多样性正面临收缩风险，群落结构趋于同质化。

图2 基于当前状态的未来预测情景下，树种功能性状（a）与环境谱系（b）的变化

研究表明，人类驱动的物种重新分布正推动全球森林向“速生、广适、通才型”树种主导的方向转变。这一变化可能削弱森林对极端气候和环境扰动的抵御能力，影响长期碳汇功能，并威胁依赖特定树种生存的生物类群。因此，保护生长缓慢、耐逆性强的本地树种，对于维持生态系统稳定性和功能完整性至关重要（图3）。在全球变化持续加剧的背景下，本研究为理解森林生物多样性演变趋势提供了关键视角。

图3 位于浙江省天目山脚的天目铁木（Ostrya rehderiana Chun）原生群落。该物种为天目山地区于 1925 年发现的特有树种，目前野外仅存 5 株成熟个体。近年来，通过人工栽培和自然更新相结合的方式，已成功繁育出数千株幼苗。（陈小勇 摄）

2026年1月28日，该研究以“Global functional shifts in trees driven by alien naturalization and native extinction”为题发表于国际学术期刊Nature Plants。郭文永研究员为本文第一作者兼通讯作者，合作作者包括来自丹麦奥胡斯大学的Jens-Christian Svenning 教授、中国科学院东北地理与农业生态研究所郭坤研究员等，共计23个国家的40位科研人员。郭文永研究员团队长期结合野外观测、实验研究与多源数据融合等手段，围绕外来生物入侵、生物多样性保护及全球变化生态学等方向开展系统研究，相关成果发表于Nature Plants, Nature Communications, PNAS等国际高水平学术期刊。目前，在国家自然科学基金等项目资助下在浙江天目山和江西庐山等地开展科研工作。

      论文链接：https://doi.org/10.1038/s41477-025-02207-2

编辑：孙林夕

审核：郭文永 陈   然

       来源：生态与环境科学学院