温带落叶林木质层复杂性对节肢动物生物量与丰度的情境依赖性影响研究

研究人员针对温带森林管理中结构复杂性对节肢动物群落的影响机制不明确的问题，通过对比比利时19片优势树种（栎树、山毛榉和加拿大杨）主导的落叶林，结合局部尺度（垂直/水平结构、木质层、草本层、枯木）和景观尺度（森林面积、边缘长度、NDVI植被指数）的多维分析，揭示了木质层复杂性与优势树种的交互效应：栎树林中木质层复杂性抑制地表节肢动物，而杨树林则促进其增长；NDVI与节肢动物丰度呈负相关，暗示冠层密度对林下生产力的压制。该研究为森林管理中的生物多样性保护提供了分层调控策略。

　　

森林作为全球31%的陆地覆盖，承载着四分之三的生物多样性，但其结构简化正导致生态功能衰退。尤其在温带地区，单一树种主导的人工林取代了天然复杂森林，引发节肢动物种群下降——这类生物虽占地球物种丰富度的60%以上，却因栖息地破碎化和微环境改变面临生存危机。比利时根特大学（Ghent University）与布鲁塞尔自由大学的研究团队在《Forest Ecosystems》发表论文，通过多尺度分析揭示了森林结构复杂性对节肢动物群落的非均质影响。

研究团队采用三种采样技术系统捕获不同垂直层次的节肢动物：陷阱法（PFs）采集地表层，扫网法（SN）针对草本层，击打法（BS）获取灌木层样本。结合19个森林样地的结构复杂性指数（SCI）和景观参数，运用线性混合模型（LMM）和广义线性混合模型（GLMM）分析数据。

3.1 群落组成与森林分层

非度量多维标度（NMDS）显示各层节肢动物群落显著分化：地表层以等足目（Isopoda）和鞘翅目（Coleoptera）为主，草本层和灌木层则富集蜘蛛目（Araneae）和半翅目（Hemiptera）。生物量分析表明，鞘翅目占总量79%，凸显其在能量传递中的核心地位。

3.2 环境驱动因子

木质层复杂度呈现树种依赖性效应：在杨树林中每增加1单位复杂度，地表节肢动物丰度提升46%（P < 0.01），而栎树林中则降低63.2%。山毛榉林因冠层密闭和林凋落物质量差，各层节肢动物生物量均最低。意外的是，归一化植被指数（NDVI）与所有层次的丰度负相关，尤其在草本层生物量下降13.6%，暗示茂密冠层抑制林下生产力。

4.3 景观尺度效应

森林覆盖率每提升10%，地表生物量增加8.4%，但灌木层丰度反降11.4%。大面积森林则促进灌木层节肢动物数量增长，反映栖息地面积对树冠物种的正向选择。

这项研究颠覆了"结构复杂度必然提升生物量"的传统认知，提出树种特异性管理策略：杨树林可通过增强木质层多样性优化节肢动物栖息地，而栎树林需谨慎调控垂直结构。NDVI作为冠层密闭的代理指标，为评估林下生态功能提供了新视角。研究为欧盟"森林韧性战略"提供了实证依据，强调在景观规划中需统筹局部结构与区域连通性。