生命体往往表现出令人惊叹的空间自组织模式，但这一特性对生态系统功能的影响鲜有研究。木质残体储存了全球森林约8%的碳储量，而白蚁和真菌正是其主要的分解者。在全球变化背景下，探明气候变化和人类活动等胁迫因子对生物空间自组织模式的影响可能是理解生态系统响应和碳汇动态的重要途经。

浙江大学生命科学学院于明坚教授-巫东豪研究员团队于2026年5月26日在Global Change Biology上发表了题为“Spatial clustering of termites but not fungi at site-scale drive global wood decay patterns”的研究论文。课题组基于美国卡里生态系统研究所Amy Zanne研究员发起的全球木质残体标准化分解实验公开数据库，使用近似空间泰勒幂律（Taylor’s Power Law）的平均值-变异系数线性关系评估白蚁和真菌两种重要分解者在样地尺度的空间自组织模式。该研究假设，随着分解者空间占有率的升高，白蚁作为社会性昆虫将导致分解速率表现为空间聚集模式，而真菌则将在种间竞争的作用下导致分解速率表现为空间离散模式。相较而言，空间聚集模式将增强分解者空间占有率对样地水平木质残体分解速率的促进作用；空间离散模式则将显著抑制分解者空间占有率对样地水平的分解速率的促进作用（图1）。

图1 研究摘要。

白蚁和真菌是驱动全球枯木分解的主要力量。然而，目前尚不清楚它们是否会通过涌现的空间自组织模式来影响样地水平的木质残体分解。该研究指出，当白蚁和真菌数量极多时，它们会分别导致木质残体分解速率形成聚集和离散的空间模式，从而分别促进和抑制样地水平的枯木分解。值得注意的是，人类活动对白蚁聚集的抑制作用比气候更显著，从而减缓了枯木分解速度。这种抑制效应抵消了有利气候条件带来的加速作用，为枯木碳库的动态增添了不确定性。

该研究发现白蚁空间占有率的增加与分解速率的聚集型模式正相关，而真菌空间占有率的增加则与离散型模式正相关。值得注意的是，温度上升会更强烈增加白蚁空间占有率，从而间接促进分解速率的聚集模式；而人类活动压力则通过降低白蚁空间占有率，更强烈且直接地促进分解速率的过度分散模式（图1）。

进一步分析表明，由白蚁驱动的聚集模式与样地水平分解速率均值呈正相关，且聚集模式程度越高，白蚁空间占有率对分解速率的驱动作用越强。相反，由真菌驱动的离散模式则对样地水平分解速率产生较为微弱的抑制作用，这一现象是由于离散模式削弱了真菌空间占有率对样地水平分解速率的驱动作用（图2）。

图2 白蚁和真菌的空间自组织对样地水平分解速率产生了截然不同的影响。

研究采用线性回归模型，拟合样地水平分解速率与分解空间模式（Z值；详见图1）之间的关系，其中“开放袋”处理（a、b）由白蚁驱动，而“封闭袋”处理（c、d）则由真菌驱动。为了解分解空间模式的影响是否取决于白蚁活动（a、c），研究人员针对有白蚁活动的站点（蓝色）和没有白蚁活动的站点（红色）分别分析了该关系。为检验空间自组织是否能提升分解者在样地水平上的分解效率，研究人员纳入了“开放袋”处理（b）中白蚁空间占有率与分解空间模式之间的双向交互作用，以及“封闭袋”处理（d）中真菌空间占有率与分解空间模式之间的双向交互作用。图中展示了含交互项与不含交互项模型之间的AIC差异（即ΔAIC）。显著（P < 0.05）和不显著（P > 0.05）的关系分别用实线和虚线表示。

通过对比生物和非生物因子对全球尺度分解速率变异性的相对贡献，该研究表明白蚁驱动的聚集模式与白蚁空间占有率和温度的作用相当。相比之下，真菌驱动的离散模式的作用远远弱于分解时长、气候和真菌空间占有率（图3）。

图3气候、人类活动影响、暴露时间及分解者活动对木材分解速率影响的相对重要性。

对于（a）、（c），研究人员采用最暖月份的最高温度和最冷季度的平均温度来表示气候梯度。对于（b、d），研究人员改用年平均气温和气温季节性。基于模型R²的分层分解，图中展示了每个预测变量的相对重要性，即各变量解释模型R²所占的比例。针对有白蚁活动的样地，在“开放袋”处理中，研究人员对白蚁活动与非生物因素对样地水平分解速率的相对重要性进行了分解（a、b）。同样，在“封闭袋”处理中，研究人员对真菌活动与非生物因素对样地水平分解速率的相对重要性进行了分解（c、d）。相对重要性的均值和95%置信区间分别由加粗线段和柱形的范围表示。黄色和紫色柱形分别代表生物和非生物因素。图中标注了总解释R²值和样本量。

上述结果充分表明，分解者活动的空间自组织模式是全球木质残体分解的重要驱动因素。在全球变暖的背景下，白蚁的空间聚集模式和活动范围的扩张可能会加速枯木的分解。然而，人类干扰会破坏白蚁的空间自组织模式，减缓白蚁所驱动的分解过程，这为全球尤其是热带地区枯木分解和碳动态增添了不确定性。

浙江大学生命科学学院巫东豪研究员为该论文的第一作者，于明坚教授等为通讯作者。中山大学生态学院储诚进教授、德国乌尔姆大学进化生态学与保护基因组学研究所Sebastian Seibold教授、德国生物多样性综合研究中心Nico Eisenhauer教授和法国索邦大学巴黎生态与环境科学研究所Jérome Mathieu教授作为共同作者参与了此项工作。该研究得到了国家自然科学基金、浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划、欧洲研究委员会、德国研究联合会（DFG）和法国生物多样性研究基金会（FRB）等项目支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70923