长白山森林不同演替阶段生物多样性与生产力的关系: 基于物种、性状和系统发育的视角

　　摘要： 生物多样性是生态系统功能形成和维持的重要基础, 其对生态系统功能的影响随森林演替呈动态变化, 但不同维度生物多样性(物种、性状、系统发育)对生态系统功能的相对贡献及其随演替的变化规律尚不明确。本研究以长白山不同演替阶段森林为研究对象, 分别在次生山杨(Populus davidiana)-白桦(Betula platyphylla)林(演替早期)、次生针阔混交林(演替中期)和原始阔叶红松(Pinus koraiensis)林(演替后期)内各设置1块面积为5.2 ha的固定监测样地, 基于植被数据分别计算物种、功能和系统发育多样性, 并以地上生物量和森林生产力作为生态系统功能指标, 运用结构方程模型分析不同维度生物多样性对生态系统功能的影响及其随演替的变化规律, 并探讨其背后的生态学机制。结果表明: (1)随着森林演替, 地上生物量持续增加而生产力下降; (2)生物多样性与地上生物量和生产力的关系随森林演替而变化, 总体呈现出作用减弱的趋势; (3)与功能多样性和系统发育多样性相比, 物种多样性对生态系统功能的作用不显著; (4)非生物因素动态调控演替资源与生产力。研究结果揭示了长白山森林演替中多维度生物多样性与生态系统功能关系的变化规律及其生态学机制, 可为东北地区退化森林的生态修复和可持续经营提供科学依据。