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1961 年 5 月生，北京林业大学林学院教授，林业应对气候变化研究所所长，博士生导师。兼任中国生态学学会理事、中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点实验室学术委员会委员。1982 年大学本科毕业于内蒙古林学院，1994年获得新西兰坎特伯雷大学林学博士学位。1994 年至2003 年期间，曾先后受聘于新西兰皇家科学院森林研究所、新西兰坎特伯雷大学和美国俄罗岗州立大学，从事林木生理和森林生态学研究。2003 年10 月被中国科学院植物研究所作为国外杰出人才引进，聘任为首席研究员，组建了“陆地生态系统分析与模拟创新研究组”；2007 年 3 月，被北京林业大学作为高层次人才引进到林学院生态学学科。
孙教授的研究方向为全球变化与森林生态系统响应和适应，内容包括：土壤有机碳贮存与周转的过程和机制，森林群落动态及其对环境变化的响应和适应，以及景观及区域植被动态和驱动力分析等。研究体系跨越了植物个体、种群、群落、生态系统、景观和区域等不同空间尺度，涉及植物光合代谢和水分生理、土壤生态学过程、陆地生态系统碳氮水循环和能量平衡、植被景观格局变化及其驱动力分析等多个生态学分支领域；研究方法上强调学科间的交叉和多种测定技术的整合应用，例如稳定性同位素示踪技术、土壤和生态系统碳通量测定技术、遥感影像植被信息解析，以及GIS数据管理和分析系统与计算机模型应用等。
孙教授在新西兰期间主要从事树木生理生态学研究，博士学位论文以新西兰 2 个亲缘相近的特有树种Nothofagus solandri和Nothofagus menziesii为模式植物，通过研究比较其生理生态学特征及其对环境胁迫的响应、物种自然地理分布格局与区域气候的关系，提出在宏观尺度上 2 个树种自然地理分布格局的分异现象主要受水分条件控制，然而这种水分制约的作用弱于地质年代和极端环境修饰所导致的岛屿化物种分布作用，并且地质历史环境、遗传信息控制和非平行进化导致 2 个树种在光温效应上生态位的分化，进而造成由这 2 个树种组成的生态系统在演替过程中受光温因子的协同影响。在新西兰皇家科学院森林研究所工作期间，孙教授系统研究了导致新西兰重要造林树种辐射松（Pinus radiata）冠顶衰退的镁元素缺乏症及其成因，发现植物对镁元素缺乏反应存在遗传分化现象，并从光合作用机理的角度揭示了镁元素缺乏导致辐射松生长迟缓的生理生态学机制；首次报道了钾／钠离子对镁元素吸收的异质作用。
在美国俄罗岗州立大学的研究标志着孙教授由树木生理生态学研究向生态系统科学研究的转型。他与研究组同事一道，以美国西北部森林生态系统为研究案例，结合多尺度生理生态学测定、多时相遥感影像和基于GIS支持的生物地球化学模型BIOME－BGC，系统分析了不同森林类型和不同龄级森林的碳平衡、土壤有机碳分解和土壤呼吸动态、区域植被分布格局和生理生态学特征，模拟了在过去 150～200 年间美国西北部以针叶林为主的区域生态系统净初级生产力（NPP）和净生态系统生产力（NEP）的动态变化及其现有经营管理下的碳平衡，建立了温带针叶林生态系统演替过程中土壤碳储量动态变化模式并阐明其驱动机制。
到中国科学院植物研究所之后，孙教授将主要研究对象定位于中国北方草地，开展了物种组成、植物凋枯物分解动态、生态系统生产力和土壤碳储量随土地利用变化等方面的研究，探讨了不同土地利用方式下温带半干旱草原生态系统生产力、固碳潜力及其合理的土地利用和草原生态系统管理模式，揭示了土地利用方式和扰动强度对于解释物种多样性和生产力之间的关系具有重要的意义。
近年来，孙教授的研究主要以中国温带森林生态系统为对象，探讨全球变化背景下森林植被与土壤的互作关系及其森林土壤碳截获的生物学过程和机制。主持完成国家自然科学基金、科技部科技支撑计划、国家林业局林业公益性行业专项等项目和专题多项，主持在研国家重点基础研究发展计划（973）课题 1 个。
迄今为止，孙教授在Global Change Biology、Functional Ecology、New Phytologists、Landscape Ecology和Ecosystems等国际著名生物学和生态学期刊上发表研究论文 60 余篇。受聘担任Ecological Processes副主编，以及Forest Ecology and Management、Journal of Plant Ecology和Dataset Papers in Ecology等国际学术期刊编委。