物种同步性衡量了种群波动呈同步或补偿动态的程度，是决定生态系统稳定性的核心机制。传统理论模型预测竞争会引起物种间出现补偿动态，即物种数量呈此消彼长的模式，从而增强群落稳定性。然而，经验研究却显示自然群落中补偿动态并不常见。造成这一矛盾的一个可能原因是理论和经验研究的时间尺度差异：理论模型通常考虑无限长的时间尺度，而经验研究往往依赖短时间序列。

2025年7月1日，金瓶梅在线 金瓶梅在线 王少鹏研究组在《自然•生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)在线发表了题为 “Short time series obscure compensatory dynamics in ecological communities”的研究论文。通过结合时间序列谱分析、群落动态模型和经验数据，该研究深入解析了时间序列长度对物种同步性及其与物种多样性关系的影响。首先，基于平稳过程的谱分析方法，推导了有限时间序列中物种同步性的期望表达式。在此基础上，通过分析竞争模型和植物群落观测数据，评估了物种同步性及其与多样性的关系如何依赖于时间序列长度。结果发现，虽然竞争在长时间尺度上降低物种同步性，但其在短时间尺度上可增加同步性，这导致物种同步性随时间序列长度增加而下降（图1）。进一步分析发现，物种同步性与多样性的关系在不同长度的时间序列中可能表现出相反的模式：在长时间序列中，物种同步性随多样性增加而降低；而在短时间序列中，同步性却随多样性增加而上升（图2）。

图1. 时间序列长度对物种同步性的影响

图2. 时间序列长度对物种同步性-多样性关系的影响

这些结果挑战了生态学研究中“观测长度不会定性改变研究模式”的直观假设，对该领域有较重要的启示。尽管生态学领域一再呼吁长期监测和实验，但大多数时间序列仍然较短。该研究结果表明，长期观测数据不仅可提升对生态变量估计的可靠性，也是准确推断变量间关系的重要基础。该文在线发表的同时，Nature Ecology & Evolution期刊配发了相关的研究简介(Research Briefing)，其中著名理论生态学家、耶鲁大学教授David A. Vasseur作了评述：“This paper nicely solves this dilemma, providing a strong foundational model and empirical data demonstrating how scale impacts the potential for synchrony and compensatory dynamics”。

金瓶梅在线 已毕业博士生罗明宇为论文第一作者，王少鹏教授为通讯作者，合作者包括国内外的多名生态学者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金资助。