森林生态系统正面临全球变化背景下生物多样性丧失、极端气候事件频发以及生物干扰风险上升等多重压力。大量理论与实证研究表明，生物多样性在维持生态系统功能稳定性方面具有关键作用，但现有研究多聚焦于单一营养级，尤其是植物层面。相比之下，不同营养级之间的多样性–稳定性关系如何通过食物网相互耦合，仍缺乏系统认识。作为连接初级生产者与高营养级的重要枢纽，植食性昆虫群落的稳定性不仅直接影响森林植食压力和物质循环，也关系到害虫暴发风险及生物多样性的长期维持。因此，解析植食性昆虫群落稳定性的驱动机制，是理解森林生态系统稳定性形成机制的核心科学问题之一。

近日，中国科学院成都生物研究所王明强副研究员依托亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验平台（BEF-China），联合中国科学院动物研究所朱朝东研究员、中国科学院植物研究所马克平院士、刘晓娟研究员、德国哥廷根大学Andreas Schuldt教授、Georg Albert博士以及多家单位研究人员，系统揭示了树种多样性、树木生长稳定性与植食性昆虫群落稳定性之间的跨营养级耦合机制。相关研究成果以“Asynchrony and functional diversity couple herbivore community dynamics to host plant diversity”为题发表在Nature Communications。研究基于BEF-China实验样地中从单一种植到24种混交的树种多样性梯度，整合了2017—2022年连续6年、17个采样季的鳞翅目幼虫群落数据（共计17,850个个体），并结合树种的功能多样性、生长异步性和种群稳定性等指标，系统解析树种多样性对植食性昆虫群落稳定性的直接与间接作用路径（图1）。主要研究结果表明：

1.树种多样性主要通过间接路径调控植食性昆虫群落稳定性（图2，图3）。

分析结果显示，树种丰富度并非直接影响幼虫群落稳定性，而是通过改变树木功能多样性、树木生长异步性和种群稳定性，进而调控植食性昆虫的系统发育多样性、群落异步性与种群稳定性，最终影响其多度和物种丰富度的时间稳定性。

2.植食性昆虫群落内部的异步性和系统发育多样性是稳定性的关键调节因子（图2a，图3）。

在群落层面，物种间异步波动显著提高了植食性昆虫多度稳定性，而系统发育多样性通过促进群落异步性和种群稳定性，进一步增强了群落稳定性，表明功能分化在缓冲群落波动中发挥重要作用。

3.树种多样性对专食性和广食性昆虫的稳定性效应存在显著差异（图2b–f，图3）。

树种丰富度通过增强树木生长异步性，对专食性植食性昆虫的多度和物种丰富度稳定性具有明显的正向作用，有助于缓冲环境波动对其种群的影响；而对广食性昆虫而言，树种多样性的正向效应较弱，并在一定程度上被树木功能多样性带来的负向调节所抵消。

4.在整体群落尺度上，高树种多样性并不能决定性地提高植食性昆虫多度稳定性（图4）。这是因为对所有植食性昆虫合并分析时，树种多样性通过树木功能多样性削弱了昆虫种群稳定性，导致整体多度动态在高多样性样地中反而表现出较低的稳定性，表明不同功能类群的响应方向可能相互抵消。专食性类群对宿主多样性丧失更为敏感（图4d）。

综上所述，森林中多样性–稳定性关系在不同营养级之间通过群落内部调节机制和资源动态形成复杂耦合。树种多样性能够通过提升树木生长异步性，为专食性植食性昆虫提供更稳定的资源供给，从而缓解环境波动带来的不利影响；而树木功能多样性增加所引入的资源异质性，则可能在一定程度上加剧部分植食性昆虫群落的不稳定性。

在全球变化和以单一树种种植为主的森林经营背景下，树种多样性丧失可能通过“自下而上”的级联效应，削弱高营养级群落的稳定性，尤其增加专食性害虫暴发的风险。相比之下，多树种混交林通过分散宿主资源、增强生长异步性，有助于提高森林生态系统的长期稳定性和抗扰能力。本研究为理解森林多营养级稳定性形成机制提供了关键实证证据，也为基于生物多样性的森林经营与害虫风险管理提供了科学依据。

上述研究以由中国科学院成都生物研究所为第一完成单位，王明强副研究员为论文第一作者，哥廷根大学Andreas Schuldt教授和中国科学院动物研究所朱朝东研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF0802300）、科技部基础资源调查专项（2023FY100203）、国家自然科学基金（32100343，32330013）、德国研究基金会（DFG）以及中国科学院先导专项（XDB310304）等多个项目的资助。王明强副研究员获得了德国洪堡基金会的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67990-0

图1 植食性昆虫群落稳定性的概念框架与初始路径模型结构

图2 植食性昆虫稳定性、异步性、种群稳定性与树种多样性的关系

图3 基于结构方程模型的树种多样性对植食性昆虫群落稳定性的自下而上调控效应

图4 树种丰富度对植食性昆虫物种稳定性的影响的总效应