海南热带天然林木本植物多样性对地上生物量的影响及其尺度效应

作     者：姚杰 丁易 周超凡 田立新 臧润国 

作者机构：中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林生态环境重点实验室 海南霸王岭森林生态系统国家定位观测研究站 南京林业大学南方林业创新中心 林木资源高效生产全国重点实验室国家林业和草原局森林经营与生长模拟实验室中国林业科学研究院资源信息研究所 江西省林业资源监测中心 

出 版 物：《北京林业大学学报》 (Journal of Beijing Forestry University)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32101288) 国家重点研发计划(2023YFE0112801) 

主　　题：生物多样性与生态系统功能 β-多样性 尺度依赖性 木本植物多样性 生物量 热带天然林 

摘      要：【目的】阐明海南热带天然林木本植物α-多样性和β-多样性对地上生物量的影响、相对重要性及其尺度效应，以期丰富生物多样性与生态系统功能关系研究的理论框架。【方法】基于海南热带天然林内建立的30个1 hm2动态监测样地，利用植被调查、树木空间分布和环境因子测定等数据，采用空间多尺度设计和多元线性回归模型探讨热带天然林中木本植物多样性、环境异质性与地上生物量之间的关系及其随不同空间尺度的变化规律。【结果】（1）30个1 hm2样地中α-多样性和β-多样性均值分别为（10.85±3.63）和（0.30±0.16）。α-多样性在不同空间尺度上未表现出显著的变化；β-多样性表现出随空间尺度增大而增加的趋势。（2）α-多样性和β-多样性对地上生物量的影响均为显著的正效应且多样性的影响强度随空间尺度表现出较为一致的变化趋势。（3）木本植物多样性对地上生物量的影响随空间尺度的增加表现为先增加（较小尺度400～3 600 m2）、然后趋于平缓（中尺度3 600～6 400 m2），最后下降（较大尺度6 400～10 000 m2）的趋势。（4）α-多样性对地上生物量的正效应显著强于β-多样性。（5）环境因子对地上生物量的影响均为正效应，且影响强度随空间尺度的增加而增加。【结论】本研究证实了生物多样性与生态系统功能关系存在明显的尺度依赖性，表明影响BEF关系的主要机制可能会因不同的空间尺度而变化。单一的空间尺度或局域小尺度的研究不足以充分、全面地理解BEF关系的影响机制。尽管在解释地上生物量变异方面，β-多样性的作用低于α-多样性，但本研究通过实证分析，揭示了β-多样性在促进生态系统功能中的重要作用。这为进一步探索跨空间尺度的生物多样性与生态系统功能关系提供了新的思路和分析视角。未来的研究应充分考虑β-多样性与多种生态系统功能（生态系统多功能性）之间的关系，以及β-多样性在不同空间尺度（如局域、区域和景观尺度）上对生态系统多功能性的影响机制。