《Oikos》：The importance of biodiversity components differs among wood-based material Nature's contributions to people (NCP) in a tropical montane ecosystem
编辑推荐：
生物多样性可以影响森林生产力，但这并不一定转化为更高水平的基于木材的自然对人类的贡献（NCP）的供给，因为只有一部分生产的木材被用于每个NCP。因此，需要进一步评估生物多样性–NCP关系。研究人员利用坦桑尼亚乞力马扎罗山的森林清查和植物性状数据以及当地社会经济
生物多样性可以影响森林生产力，但这并不一定转化为更高水平的基于木材的自然对人类的贡献（NCP）的供给，因为只有一部分生产的木材被用于每个NCP。因此，需要进一步评估生物多样性–NCP关系。研究人员利用坦桑尼亚乞力马扎罗山的森林清查和植物性状数据以及当地社会经济信息，研究了不同生物多样性组分如何影响基于木材的NCP（即：木材、木炭和薪柴）的供给，并与立木地上生物量进行了比较。混淆环境变量（如气候和土地利用强度（LUI））也被纳入结构方程模型（SEM）框架中。树木生物量、木材、木炭和薪柴的供给在中海拔和低LUI地区达到峰值，特别是在保护区内以低地山地林、Ocotea属和Podocarpus属为主的森林中。在最高和最低海拔地区，草本植被和农业用地主导区，供给降至零。生物多样性组分的作用因NCP而异，且所有三种NCP对生物多样性组分的响应均不同于总地上生物量。木材供给与树木分类多样性呈正相关，这很可能是因为被选伐的树种存在于多样性高的森林中，但与群落加权平均（CWM）树高无显著关系。相反，木炭供给同时受分类多样性和CWM树高的正向影响。薪柴供给对分类多样性或CWM树高均无显著响应。研究结果表明，由于人类的选择性利用，生物多样性与NCP之间的关系不同于生物多样性与生态系统功能之间的关系。这对生物多样性–生态系统功能研究的可转移性以及生物多样性和NCP的管理具有启示意义。
以下是根据论文《Oikos》发表的《The importance of biodiversity components differs among wood-based material Nature's contributions to people (NCP) in a tropical montane ecosystem》撰写的论文解读文章：
**研究背景与问题**
生物多样性对生态系统功能（BEF）的影响已被广泛证实，但生物多样性如何影响生态系统服务（即对人类有益的自然贡献，NCP）的理解仍不充分。BEF关系并不总能直接转化为生物多样性–NCP关系，因为人类利用、共同生产及其他社会因素也参与决定实际NCP供给。这一复杂性阻碍了BEF研究成果有效应用于生物多样性与NCP管理。在各类NCP中，物质NCP（相当于供给服务）对社会至关重要，尤其在撒哈拉以南非洲农村地区，木材、木炭和薪柴等林产品满足基本能源、建筑材料和收入需求。然而，尽管树木分类多样性驱动森林生物量（木材NCP的基础）已有大量证据，但很少有研究明确解析生物多样性组分如何贡献于特定木材NCP的供给。此外，需要在观测研究中纳入气候、土壤等非生物因素，因其可通过直接和间接途径影响群落多样性和NCP供给。因此，研究人员在坦桑尼亚乞力马扎罗山南坡开展了本研究，旨在评估不同生物多样性组分对木材、木炭和薪柴三种木材NCP供给的贡献。
**研究内容与结论**
研究人员利用60个永久样地（代表12种生态系统类型）的森林清查数据、植物性状数据以及当地社会经济信息，在结构方程模型（SEM）框架中同时控制气候和土地利用强度（LUI）的混淆影响，分析了生物多样性组分（树木分类多样性和功能组成）对木材NCP供给的影响，并与立木地上生物量进行了对比。研究发现，树木生物量、木材、木炭和薪柴供给在中海拔和低LUI地区达到峰值，尤其在保护区内以Ocotea和Podocarpus为主的森林中。生物多样性组分的作用因NCP而异：木材供给与分类多样性正相关，但与CWM树高无关；木炭供给同时受分类多样性和CWM树高正影响；薪柴供给则对两者均不响应。研究结论表明，人类选择性利用导致生物多样性–NCP关系不同于BEF关系，这对BEF研究成果的转移以及生物多样性管理具有重要启示意义。该论文发表在《Oikos》。
**主要技术方法**
研究人员在坦桑尼亚乞力马扎罗山南坡的60个永久样地（0.25 ha/样地，代表12种自然及改造生态系统类型，样地设置于2010–2015年间）开展研究。采用森林清查（记录胸径>10 cm的所有树木直径和高度）和死木调查数据，结合当地木材市场调查，利用异速生长方程估算地上生物量，并基于物种用途和价格计算木材、木炭和薪柴的潜在经济供给价值（USD ha
-1）。生物多样性组分以树木分类多样性（物种丰富度）和功能组成（群落加权平均CWM树高）表征。非生物驱动因素包括年均温（MAT）、年均降水量（MAP）和土地利用强度（LUI）。采用结构方程模型（SEM）分析直接和间接路径，并控制生态系统类型随机效应。
**研究结果**
**1. 木材NCP供给的空间格局**
树木地上生物量在中海拔（1500–2500 m a.s.l.）达到峰值，尤其在低地山地林、Ocotea林和Podocarpus林等高保护价值、低LUI区域，向高海拔和低海拔极端急剧下降至零。木材供给占树木生物量的50%以上，木炭仅占5%，其余40%为不可用生物量。木材平均经济价值最高（178 077 USD ha
-1），木炭和薪柴分别为2306和1 USD ha
-1。樟科（Lauraceae）是树木生物量和木材的主要贡献者（>25%），而楝科（Meliaceae）是木炭的主要贡献者。
**2. 树木生物量、木材、木炭和薪柴供给的驱动因素**
SEM结果显示：
- **树木生物量**：受CWM树高（β=0.58, p<0.05）和分类多样性（β=0.21, p<0.05）正向影响，不受海拔或LUI直接效应，但LUI通过降低分类多样性间接负向影响生物量。
- **木材供给**：仅受分类多样性正向影响（β=0.61, p<0.05），CWM树高无显著效应。LUI通过降低分类多样性间接负向影响木材供给。
- **木炭供给**：同时受CWM树高（β=0.68, p<0.05）和分类多样性（β=0.21, p<0.05）正向影响，且受海拔直接负向影响（β=-0.52, p<0.05）。LUI通过降低分类多样性间接负向影响木炭供给。
- **薪柴供给**：不受CWM树高、分类多样性、LUI或海拔的显著影响。
**讨论与结论**
讨论部分指出，生物多样性组分（CWM树高和分类多样性）在塑造木材NCP供给中起重要作用，但重要性因NCP而异。与BEF研究一致，分类多样性和CWM树高正向影响树木生物量，但木材NCP表现出特异性：木材供给更依赖于分类多样性而非树高，这可能源于最受欢迎的木材树种（如Ocotea usambarensis和Podocarpus latifolius）存在于多样性高的森林中，且木材采伐具有物种选择性。木炭供给的驱动因素与总生物量类似，但贡献主要来自高大树种（如楝科）。薪柴供给未响应任何多样性组分，可能与死木来源广且非选择性有关。海拔主要通过影响LUI间接调控NCP供给，而LUI直接降低分类多样性。研究强调，大多数木材NCP供给潜力位于乞力马扎罗山国家公园内（受法律保护限制利用），因此实际供给受管理政策影响。研究结论总结如下：**本研究表明，乞力马扎罗山上基于木材的NCP供给与分类多样性和功能组成（特别是CWM树高）相关，但每种木材NCP对这些驱动因素的响应不同。更广泛地，研究结果强调生态系统功能的驱动因素并不总是与NCP供给的驱动因素一致，这是将BEF知识转化为实际生态系统管理的关键启示。**
