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为探究热带森林生物多样性与地上生物量（AGB）关系，研究人员基于生态位互补（NCH）和质量比（MRH）假说，分析了委内瑞拉亚马逊州森林数据。结果表明 AGB 受林龄、土壤质地等影响，功能组成比功能多样性对 AGB 影响更大。该研究为森林恢复提供实践指导。
研究背景
在全球应对气候变化的大背景下，热带森林在调节气候方面发挥着不可替代的重要作用。其中，热带森林生物多样性与地上生物量（aboveground biomass，AGB）之间的关系，成为科学界关注的焦点。生态位互补（niche complementarity hypothesis，NCH）假说和质量比（mass ratio hypothesis，MRH）假说应运而生，试图解释功能性状多样性和组成如何共同影响生态系统功能。
然而，过往的研究存在诸多不足。许多研究未能全面评估土壤性质（如土壤养分和土壤质地）以及林龄这些关键因素，对功能性状多样性、组成、AGB 和生产力之间关系的影响。土壤性质犹如植物生长的 “幕后指挥官”，它决定着水资源和养分的供应，直接关乎植物的生长与存活。但土壤养分的影响十分复杂，它既能促进植物快速生长，增加生物多样性，也可能引发物种间激烈竞争，导致多样性降低。此外，森林演替过程中，功能性状多样性、组成和 AGB 都会发生显著变化，而以往研究对此的综合分析也较为欠缺。为了填补这些知识空白，深入理解热带森林生态系统的奥秘，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究方法
研究人员在委内瑞拉亚马逊州阿图雷斯市的卡塔尼亚波河流域展开研究。他们精心挑选了靠近皮亚罗阿德加维兰和萨尔迪两个土著社区的区域，设立了 45 个样本地块（规格为 20 m×50 m），这些地块分布在四个不同阶段的森林中，涵盖了老龄林和次生林，形成了一个完整的森林演替梯度。研究采用结构方程模型（structural equation models，SEMs），以此来全面分析林龄、土壤质地、土壤肥力等因素，对功能性状多样性和组成的直接与间接影响，以及这些因素如何综合作用于 AGB。
研究结果
- MRH 模型结果：结构方程模型显示，MRH 模型能够解释 84% 的 AGB 变化、16% 的群落加权平均胸径（community - weighted mean DBH，CWM DBH）变化和 10% 的群落加权平均木材密度（community - weighted mean WD，CWM WD）变化。林龄对 AGB 的总效应十分显著（0.65，p < 0.001），其中直接效应为 0.50（p < 0.001）。此外，CWM DBH（β = 0.17，p = 0.001）和土壤质地（β = 0.22，p = 0.01）对 AGB 有正向影响，而土壤肥力对 AGB 呈负向影响。
- NCH 模型结果：NCH 模型中，林龄对 AGB 的直接正向影响最为突出，紧接着是土壤质地和功能离散度的正向作用，而土壤肥力则表现出负向直接影响。这表明在生态位互补机制下，林龄增长、适宜的土壤质地以及功能性状的合理离散分布，有利于 AGB 的增加，而过高的土壤肥力可能产生负面效应。
- 综合模型结果：综合 MRH 和 NCH 的 SEM 模型表明，林龄对 AGB 有显著正向直接影响，其次是土壤质地和 CWM DBH 的正向作用，土壤肥力则呈现负向直接影响。这进一步强调了功能性状组成在决定 AGB 方面的重要性，同时也显示出土壤质地在其中的关键作用。
研究结论与讨论
研究结果清晰地表明，在亚马逊次生森林中，AGB 主要受功能性状组成的驱动，这与 MRH 假说的预测高度吻合。功能性状组成就像是森林生态系统的 “主心骨”，对 AGB 的影响远超功能多样性。然而，基于多样性的生态位互补机制（NCH）同样不可忽视，尤其是它与土壤质地之间的相互作用，对森林生态系统功能有着重要影响。值得注意的是，土壤肥力对 AGB 产生负面影响，推测这可能是因为高土壤肥力促使森林向生长快速、木材密度低的物种转变，从而不利于 AGB 的积累。
这项研究成果发表在《Acta Oecologica》上，具有重要的理论和实践意义。从理论层面看，它深化了人们对热带森林生态系统中生物多样性与生态系统功能关系的理解，为后续相关研究提供了新的思路和理论依据。在实践方面，为森林恢复工作提供了切实可行的指导。例如，在森林恢复过程中，管理者可以根据这些研究结果，采取针对性措施，如促进大径级树木的生长，合理调整土壤质地等，以提高森林的地上生物量，增强森林在应对气候变化方面的能力。
综上所述，该研究为我们深入了解热带森林生态系统打开了一扇新的窗口，为未来的森林保护和恢复工作指明了方向，有望推动相关领域的进一步发展。
