Qichang Li1, Zixuan Chen1, Keqing Liu1, Zhili Liu1,2,3, Guangze Jin1,2,3*
1College of Ecology, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China.
2Key Laboratory of Sustainable Forest Ecosystem Management-Ministry of Education, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China.
3Northeast Asia Biodiversity Research Center, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China.
E-mail addresses
Qichang Li, 15663755621@163.com
Zixuan Chen, 243166183@qq.com
Keqing Liu, coolair@nefu.edu.cn
Zhili Liu, liuzl2093@126.com
Correspondence author
*Guangze Jin
E-mail: taxus@126.com
Telephone: + 86 0451 82191823
Contact address: College of Ecology, Northeast Forestry University, Harbin, 150040, China.
摘要: 尽管越来越多的研究表明森林结构多样性对森林功能有积极作用,但对其潜在的生物和非生物机制仍然知之甚少。尤为关键的是,不同森林层的结构多样性如何影响生产力的各个组成部分,例如存活树木的生长、新个体的补充以及包含死亡的生物量净变化,其影响机制尚不明确。本研究基于中国东北地区9公顷温带森林固定样地的激光雷达和多次普查数据,检验了结构多样性和森林生产力之间的关系,并使用层次分割和结构方程模型评估物种丰富度、功能多样性、功能组成、结构多样性和环境因素对森林生产力的贡献。结果表明,结构多样性与森林生产力密切相关,其对净生产力变化的解释占所有变量解释的65%。结构多样性介导了其他生物多样性属性(物种多样性与功能多样性)及环境因素对生产力的影响。然而,冠层与林下层结构多样性对生产力发挥着相反的作用。冠层结构多样性通过促进冠层空间填充和光捕获来提升生产力。与之相反,结构复杂的林下层往往意味着对水分和土壤养分的激烈竞争,进而抑制了大树的生长。本研究揭示了冠层与林下层结构多样性影响生产力的不同机制,忽视这一对立关系可能是导致结构多样性与生产力关系观测结果不一致的部分原因。这些发现强调了结构多样性在塑造森林生产力中的关键作用,为深入理解生物多样性-生态系统功能关系提供了重要见解。