图1调查样地分布及区域群落尺度定义
温带森林占全球森林面积的16%,主要分布在世界上人口最稠密的地区,非常容易受到外界干扰。在全球变化的背景下,温带森林面临着生物多样性丧失及初级生产力变化的风险,加强对生物多样性与生产力关系的研究显得尤为重要。虽然大量理论和实证研究均表明生物多样性会对生产力产生积极影响,但这些研究主要局限于局域尺度,在更宽泛的区域群落尺度上生物多样性对生产力的影响尚不清楚。
森林经营教师团队通过研究发现,生物多样性三个维度与生产力之间关系具有显著的尺度依赖性。生产力对分类多样性及功能多样性回归的斜率随区域群落尺度的增加而显著增大,但生产力对系统发育多样性回归的斜率随区域群落尺度的增加呈下降趋势。土壤因子对生产力的影响较大,而气候和地形因子的影响相对较小。并且这些非生物因子对生产力的相对重要性随区域群落尺度的增加而下降。
图2不同区域群落尺度上生物多样性与生产力之间的关系
同时,生物多样性的三个维度对生产力的相对重要性也随着区域群落尺度而变化。例如,当N="5时,系统发育多样性是生产力的最佳预测因子。当N="15时,分类多样性成为生产力的最佳预测因子。
图3不同区域群落尺度上分类、功能和系统发育多样性与生产力之间关系
森林经营教师团队在研究过程中探讨了生物多样性的多个维度与生产力之间的关系,率先揭示了区域群落水平上生物多样性对生产力影响的尺度效应,明确了区域群落生物多样性在调节森林生产力方面的重要作用。研究结果对提高区域群落尺度上解释和预测温带森林生产力的能力,深化局域尺度上生物多样性与生态系统功能关系的认识具有重要意义。整合生物多样性的多个维度有助于发展普适性理论来阐明二者之间一般模式和作用机制,同时也为未来探讨跨尺度生物多样性与生态系统功能关系提供了新的视角。
研究成果以“Unravelling Biodiversity-Productivity Relationships across a Large Temperate Forest Region”为题,发表在一区TOP期刊Functional Ecology(影响因子5.61)上。林学院乔雪涛博士、张乃莉副教授为论文共同第一作者,森林经理学科张春雨教授为通讯作者。林学院赵秀海教授、吉林省林科院张忠辉研究员、德国哥廷根大学von Gadow教授参与了该研究。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京林业大学****人才培养计划的共同资助。
论文链接:https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.13922