昆虫取食直接影响植物的生长、存活和适合度，并对群落结构、生态系统功能以及生物多样性的维持具有持续影响。过度的昆虫取食会威胁森林的生态保护与可持续发展。然而，不同气候区森林植物叶片虫食率的生理生态驱动机制尚不明确，亟需综合考虑叶片内在性状和外在的生物和非生物影响因子的共同作用（图1）。根据资源可用性假说与叶经济谱理论，资源保守型树种如常绿树种，生长缓慢而防御投资高，推测虫食率较低，但叶片对干热胁迫的耐受性如何影响虫食率尚缺乏研究。同时，资源可用性假说针对环境因子提出，水热条件优越的环境中资源更丰富，植物遭受的虫食率也更高。然而，叶片功能性状（内因）与昆虫丰富度和气候因子（外因）如何共同解释虫食强度的变异仍无明确结论。

中国科学院华南植物园恢复生态学研究团队沿不同水热条件和昆虫丰富度选取了5个自然森林样地（长白山、神农架、鸡公山、鼎湖山、元江），测量了共61种优势木本植物的虫食率和11种叶片功能性状。研究发现，尽管“保守”的常绿树种叶片具有更高的机械抗性、耐热性和更低的光合速率，但虫食率更高。同时，硅含量独立于叶片碳经济谱与虫食率呈显著负相关（图2）。此外，生长在高温、潮湿及昆虫丰富度更高的环境中的植物往往经历更强的虫食率，表明资源丰富的环境支持较高的虫食率，部分支持了资源可用性假说。进一步的方差分解结果发现，相比于外在环境（昆虫丰富度和气候因子），叶片功能性状是虫食率的主要驱动因子，尤其是硅含量和耐热性，表明叶片品质是影响植物-昆虫取食关系的关键因子。

相关研究成果以“Disentangling intrinsic and extrinsic drivers of herbivory across forests: leaf functional traits, insect richness, and climatic factors”为题近日发表在国际学术期刊Plant Diversity（《植物多样性》）上。中国科学院华南植物园刘慧研究员为通讯作者，硕士研究生卢隆鑫为第一作者。中国科学院华南植物园叶清研究员、贺鹏程副研究员，中国科学院植物研究所刘晓娟研究员、李逸研究员，西华师范大学樊惠中教授共同参与了研究。该研究获国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金杰出青年项目等资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.pld.2026.04.005

图1. 叶片虫食率的内因与外因概念图

假设：虫食率与生长性状、抗逆性状呈正相关关系，与防御性状呈负相关；虫食率随昆虫丰富度、年均温、年均降水量增加而增加；叶片功能性状作为内因，比昆虫丰富度和气候因子能解释更多虫食率的变异。

图2. 叶片功能性状与虫食率的关系

(a)防御性状、(b)生长性状、(c)抗逆性状。橙色圆点表示落叶树种，绿色圆点表示常绿树种。仅贝叶斯广义线性混合模型显著的虫食率-性状关系展示为实线，阴影部分表示95%的置信区间。缩写：黄酮含量(Flavonoids)、总酚含量(TP)、木质素含量(Lignin)、叶片穿透力(F_p)、比叶重(LMA)、单位质量叶片硅含量(Si_mass)、单位质量的最大光合速率(A_mass)、单位质量叶片氮含量(N_mass)、单位质量叶片磷含量(P_mass)、最大量子效率损失15%时叶片经历的温度(T_crit)、膨压丧失点时的叶片水势(π_tlp)。