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Chao Jin1, Jing Yang1, Siyu Wu1, Qiuwu Yu1, Xihua Wang1,2, Guochun Shen1,2*
1Zhejiang Tiantong Forest Ecosystem National Observation and Research Station, School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China, 2Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security, 1515 North Zhongshan Rd. (No.2), Shanghai 200092, China
*Corresponding author. E-mail: gcshen@des.ecnu.edu.cn
摘要: 一般认为树木的物种多样性与森林结构复杂度呈正相关关系,因为不同物种可以通过树冠结构的互补作用促进森林结构复杂度。虽然复杂度与多样性的正关系已在控制实验中得到证实,但在自然森林中却常常会减弱或逆转。这种不一致的机制尚不清楚。本研究利用中国东部的天童20公顷森林群落的实地测量数据和无人机获取的激光雷达数据分别计算树木的物种多样性和森林结构复杂度。为了评估复杂度与多样性关系的机制,本研究计算了林分密度和树冠高度,试图回答以下问题:(1)在森林样地中,森林结构复杂度与物种多样性之间存在怎样的关系?(2)林分密度或树冠高度如何调节森林结构复杂度和物种多样性之间的关系?(3)在控制了林分密度和树冠高度的影响后,森林结构复杂度与物种多样性的关系是否为正?结果发现,观测到的复杂度与多样性之间的负相关关系是由树冠高度和林分密度共同影响的:高大的树冠通过遮荫作用减少了林下物种的多样性,而且主要是不耐阴的物种;密集的树木个体则可能通过限制垂直分枝来抑制森林结构复杂度的增加。当这些变量在统计上得到控制后,森林结构复杂度和物种多样性之间为正相关关系。综上,本研究证明了在自然森林中,森林结构复杂度和多样性本身会促进相互强化,而树冠高度和林木密度等干扰因素可能会掩盖两者之间的正关系。