近日，浙江農(nóng)林大學(xué)森林食物資源挖掘與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室香榧團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Nature Climate Change》（中科院1區(qū)Top，IF-5yr＝32.9）發(fā)表題為“Increasing risks of post-experimental ecology”（《生態(tài)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)弱化風(fēng)險(xiǎn)加劇》）的通訊文章。文章基于對(duì)樹(shù)木物候?qū)W領(lǐng)域近三十年文獻(xiàn)的系統(tǒng)分析，直擊當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究方法演變中的隱憂(yōu)：隨著遙感監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和模型模擬等技術(shù)的迅猛發(fā)展，研究范式正明顯向以觀(guān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和模型分析傾斜，而以環(huán)境操控為核心的實(shí)驗(yàn)性研究卻增長(zhǎng)乏力，學(xué)科發(fā)展正面臨“重觀(guān)測(cè)、輕實(shí)驗(yàn)”的失衡風(fēng)險(xiǎn)。這一深度剖析，也為森林食物資源領(lǐng)域如何整合跨學(xué)科手段、統(tǒng)籌觀(guān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)、深化機(jī)理認(rèn)識(shí)提供了有益的方法論啟示。
該研究以團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期關(guān)注的樹(shù)木物候?qū)W為切入點(diǎn)展開(kāi)系統(tǒng)分析。樹(shù)木物候不僅是全球變化生態(tài)學(xué)的核心議題，也是林學(xué)領(lǐng)域認(rèn)識(shí)樹(shù)木生長(zhǎng)節(jié)律、森林生產(chǎn)力形成的重要科學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)于香榧等森林食物資源而言，物候過(guò)程直接關(guān)系到花芽分化、開(kāi)花結(jié)實(shí)及果實(shí)發(fā)育的完整周期，是優(yōu)化栽培管理、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)提質(zhì)的關(guān)鍵依據(jù)。
研究團(tuán)隊(duì)基于關(guān)鍵詞檢索，系統(tǒng)梳理了1990年以來(lái)Web of Science核心合集收錄的810種期刊中的8606篇植物物候研究論文，并借助人工智能輔助分類(lèi)模型，將其劃分為“實(shí)驗(yàn)研究”（涵蓋對(duì)溫度、光周期、干旱等環(huán)境因子的主動(dòng)操控）和“非實(shí)驗(yàn)研究”（如觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、遙感、理論模型等）。分析結(jié)果顯示，近三十多年來(lái)，樹(shù)木物候領(lǐng)域發(fā)文量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，但增量主要來(lái)自非實(shí)驗(yàn)研究，而操控實(shí)驗(yàn)的增長(zhǎng)則較為緩慢。這一分化趨勢(shì)在高影響因子期刊中尤為顯著：在2020-2026年間，高達(dá)73%的植物物候?qū)W論文為非實(shí)驗(yàn)研究。這深刻反映出，當(dāng)前學(xué)術(shù)界正日益傾向于那些能夠快速產(chǎn)出全球尺度結(jié)論的“大數(shù)據(jù)”研究，而周期長(zhǎng)、耗資大且伴隨基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，正陷入資助匱乏與發(fā)表受限的雙重困境。
圖.樹(shù)木物候?qū)W領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)與非實(shí)驗(yàn)研究趨勢(shì)
文章進(jìn)一步指出，非實(shí)驗(yàn)性觀(guān)測(cè)研究雖然具有尺度大、效率高的優(yōu)勢(shì)，但往往容易受到復(fù)雜因子的干擾，從而產(chǎn)生表面上顯著、實(shí)則并不可靠的“虛假相關(guān)”。以樹(shù)木物候?qū)W為例，早期基于觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析曾認(rèn)為光周期能調(diào)節(jié)歐洲赤松的春季物候，但隨后嚴(yán)格的操控實(shí)驗(yàn)卻推翻了這一結(jié)論。這說(shuō)明，僅憑觀(guān)測(cè)所得的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，并不能自動(dòng)推導(dǎo)出真實(shí)的生態(tài)機(jī)制。若缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，非實(shí)驗(yàn)研究得到的規(guī)律很可能被過(guò)度解釋?zhuān)踔猎陬A(yù)測(cè)未來(lái)生態(tài)響應(yīng)時(shí)產(chǎn)生誤導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)研究的不可替代性，正是在于能夠精準(zhǔn)剝離干擾，識(shí)別出觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)難以揭示的復(fù)雜因果關(guān)系。例如，長(zhǎng)期的野外CO?濃度升高實(shí)驗(yàn)證實(shí)，傳統(tǒng)認(rèn)知中“C3植物生物量響應(yīng)一定強(qiáng)于C4植物”的假設(shè)并不總是成立；而多因子氣候變化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步揭示，增溫、CO?升高、水分變化和氮添加的綜合影響，往往不是單一因子效應(yīng)的簡(jiǎn)單疊加，而是表現(xiàn)出顯著的“非加和效應(yīng)”與交互作用。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)具有高度復(fù)雜性，是單靠大數(shù)據(jù)建模難以完整捕捉的。
作者認(rèn)為，如果生態(tài)學(xué)研究持續(xù)向“重觀(guān)測(cè)、輕實(shí)驗(yàn)”的方向滑移，僅憑觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型預(yù)測(cè)氣候變暖下的生態(tài)響應(yīng)，極可能產(chǎn)生系統(tǒng)性誤差。對(duì)于香榧等長(zhǎng)周期森林食物資源的生產(chǎn)而言，這種方法論的糾偏尤為重要。如果僅憑氣象數(shù)據(jù)的相關(guān)性進(jìn)行引種區(qū)劃或產(chǎn)量預(yù)測(cè)，可能導(dǎo)致管理決策的失誤。基于此，作者將這一問(wèn)題提升到學(xué)科發(fā)展層面進(jìn)行探討。文章指出，實(shí)驗(yàn)研究的減少并非單純?cè)从谘芯空咂玫淖兓?，而是受制于?shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、經(jīng)費(fèi)投入高、設(shè)施維護(hù)難及長(zhǎng)期資助匱乏等現(xiàn)實(shí)困境。在當(dāng)前的科研評(píng)價(jià)體系下，基于觀(guān)測(cè)和計(jì)算的分析顯然更具快速產(chǎn)出的“效率優(yōu)勢(shì)”。然而，生態(tài)學(xué)不能因此放棄實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)。觀(guān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)并非彼此替代，而應(yīng)相互補(bǔ)充。前者擅長(zhǎng)描繪大尺度模式（揭示發(fā)生了什么），后者則精于驗(yàn)證因果機(jī)制（解釋為什么會(huì)這樣）。
文章呼吁學(xué)術(shù)界、資助機(jī)構(gòu)和高水平期刊重新審視資源配置，合力推進(jìn)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加大對(duì)多因子操控平臺(tái)的支持與傾斜，為實(shí)驗(yàn)研究拓寬資助與發(fā)表空間。唯有以實(shí)驗(yàn)確證底層機(jī)制，再結(jié)合大數(shù)據(jù)的宏觀(guān)視野，才能真正洞悉氣候變化下樹(shù)木的生存策略，從而為森林食物資源的適地適樹(shù)和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
浙江農(nóng)林大學(xué)森林食物資源挖掘與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為該文第一單位和通訊作者單位，全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室香榧團(tuán)隊(duì)張瑞教授為第一作者，吳家勝教授、Heikki H?nninen教授為共同通訊作者。吳家勝教授領(lǐng)銜的香榧團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞香榧等經(jīng)濟(jì)林育種、栽培、加工與利用開(kāi)展全產(chǎn)業(yè)鏈研究。本文作者聚焦團(tuán)隊(duì)在樹(shù)木物候與氣候變化方向的研究分支，立足香榧等森林食物資源產(chǎn)業(yè)需求，綜合運(yùn)用林學(xué)、生態(tài)學(xué)等多學(xué)科理論與方法，服務(wù)于樹(shù)種適應(yīng)性評(píng)價(jià)、區(qū)域栽培規(guī)劃、產(chǎn)量品質(zhì)提升及應(yīng)對(duì)氣候變化等關(guān)鍵問(wèn)題。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41558-026-02583-3
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