已有大量研究表明，增加树木多样性能显著提升森林生产力，但其背后的驱动机制仍是生态学研究的难点。而森林冠层，就像撑在森林上的“绿色屋顶”，是生物圈与大气圈之间能量循环和物质交换的关键通道，也是调控林内光和水等资源的获取与分配的重要枢纽。因此，冠层结构复杂性——冠层在三维空间的利用情况与分布异质性——被认为是驱动生态系统功能的关键环节。然而，树木多样性究竟如何在水平、垂直乃至三维尺度上塑造冠层结构复杂性，进而影响森林资源利用和生产力，至今仍缺乏系统性、持续性的实证研究，因而难以揭示这一过程的普遍规律及其时间动态。
针对上述问题，中国科学院植物研究所生物多样性与生态安全研究团队刘晓娟研究员等基于钱江源国家站在我国亚热带地区建立的大型森林生物多样性野外控制实验平台(BEF-China)，通过对种植面积480余亩的4万多棵树木连续多年的无人机机载激光雷达与地面监测数据，揭示了树木多样性通过提高冠层结构复杂性，增进多样性互补效应，最终促进地上生产力增加的关键驱动机制，且该促进作用随林龄增加而增强。
这一发现丰富了生态位分化理论，厘清了“多样性–冠层结构复杂性–生产力”的作用链条，为理解群落物种互补机制驱动生态系统功能提供了新视角，提出营建和保护具有复杂冠层结构的多物种混交林对于未来提高森林生态系统的生产力和碳储量，以及减缓气候变化至关重要。
该研究成果于近期在线发表于国际学术期刊PNAS。植物所博士研究生邓湘璐为论文第一作者，刘晓娟研究员为通讯作者。植物所马克平研究员、苏黎世大学Bernhard Schmid教授、德累斯顿工业大学Goddert von Oheimb教授等参与了上述研究。研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目资助。
文章链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2506750122
