高阶相互作用增强了树种多样性的纬向梯度

为什么森林从热带到两极会发生变化

从赤道向两极行进，你会注意到一个显著的模式：热带森林里树种繁多，而北方森林则由少数几种树占主导。此研究探问为何存在这一全球性趋势，并主张要理解它，必须超越简单的一对一竞争，考虑树群体之间更复杂的相互影响。

不仅仅是邻里间的竞争

几十年来，生态学家主要关注一棵树受同种近旁树木的帮助或伤害。如果过多的近邻同种让生存变得更困难，稀有种就能持续存在，因为常见种会被抑制。这一思想称为负密度依赖，被提出作为解释热带森林为何拥有大量物种的关键原因。然而，全球范围的研究对这种邻居效应是否确实随向赤道而增强得出了混合的结论，使这一重大争论未能解决。

当三棵树成为一组

作者认为缺失的部分是第三棵树加入时发生的情况。在这些高阶相互作用中，一个邻居对目标树的影响会被其他邻居的存在所改变。例如，一种物种可能遏制第二种物种，而这又减少了第二种对第三种的竞争强度。研究团队利用来自全球32个大型森林样地、超过300万棵树的详细普查数据，构建了能够将简单的两两影响与这些更复杂的多树影响在生长和存活上区分开的模型。

复杂相互作用普遍且在热带最强

在这些样地中，包含高阶相互作用的模型在预测树木生长与存活方面优于仅考虑一对一效应的模型。生长方面约40%的物种—地点组合出现了高阶影响的证据，而存活方面近四分之一也观察到这种影响，表明此类效应是广泛存在的，而非罕见现象。更重要的是，这些多树相互作用的强度随纬度升高而下降：在热带样地最强，在温带和北方针叶林中较弱。

促进稀有种并抑制常见种

研究者接着探讨这些相互作用对哪些树种繁荣意味着什么。他们计算了局部邻居通过简单效应和高阶效应共同改变每个物种生长率的程度。在所有气候带的森林中，邻居的综合影响倾向于帮助稀有种并抑制常见种，这一模式有利于多种树并存。然而，高阶相互作用的稳定化作用随纬度升高而弱化。换言之，那些在物种多样性最高处给予稀有种帮助的过程，在更简单、更寒冷的森林中会逐渐消退。

对理解全球树种多样性的意义

通过显示多树相互作用普遍存在且随纬度减弱，该研究提出了一个解释热带森林为何物种丰富的新途径。作者强调，与其仅依赖于树木之间的直接两两竞争，不如将目光投向一张间接影响的网络，在温暖、多样的地区这些间接影响会偏向稀有种。随着这些高阶效应向两极减弱，常见种受到的制约减少，森林便被更少的树种类型所主导。这种关于树木相互作用的更复杂观点有助于澄清生态学中的一项旧谜，并指向理解全球森林如何应对环境变化的新思路。

引用: Li, Y., Xiao, J., Jiang, Y. et al. Higher-order interactions enhance the latitudinal tree diversity gradient. Nature 653, 433–438 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10434-6

关键词: 树种多样性, 热带森林, 物种相互作用, 纬度梯度, 森林生态学