摘要
目的
森林结构多样性被认为是生态系统功能的关键驱动因素，但其在将功能性状策略转化为生态系统过程中的作用仍未被充分理解。本研究探讨了结构多样性是否增强了功能多样性（FD）和功能特征（FI）对地上碳储量（AGC）的影响，并评估了不同森林类型和演替阶段下生态位互补效应和选择效应的相对贡献。
地点
美国东南部、日本和中国湖南。
时间范围
1997–2023年。
主要研究类群
森林树木。
方法
我们利用国家森林清查数据（24,023个天然林样地；7,530个针叶树人工林样地）量化了AGC、FD、FI与结构多样性之间的关系。分析采用线性混合效应模型、分段结构方程模型和层级贝叶斯方法。
结果
在跨地区的天然针叶林中，FD对AGC的影响随年龄增长而增强，但阔叶林呈现分化趋势（在美国东南部和湖南呈下降趋势，在日本呈上升趋势）。在天然林中，FD通常是AGC的比FI更强的预测因子。结构多样性介导了FD对AGC影响的重要部分（阔叶林中占33%–100%），且阔叶林中中介效应的高峰出现时间早于针叶林和混交林。在气候梯度上，FD通过结构多样性产生的间接效应强于直接效应，而FI表现出与保守策略相关的AGC负间接效应。在针叶树人工林中，FD的影响主要由结构多样性介导，而FI对AGC表现出更强的直接效应。
主要结论
生物多样性与碳的关系具有年龄依赖性且因森林类型而异。结构多样性是将FD与AGC联系起来的关键中介因素，支持了生态位互补效应。增强结构多样性的管理措施可能放大FD的碳效益。因此，促进兼具功能多样性和结构多样性的森林可能增强长期碳封存。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
这些森林样地清查数据来源于公开可用的来源：美国农业部林务局森林清查与分析（FIA）计划（https://research.fs.usda.gov/programs/fia/）和日本林野厅网站（http://www.rinya.maff.go.jp/j/keikaku/tayouseichousa/）。出于保密目的，湖南省采样点的精确地理坐标不公开，在公开存档数据集中已进行空间扰动处理。所有湖南采样点的环境变量均使用原始未扰动坐标提取并完成空间分析；由此导出的环境变量已包含在公开存档数据集中。支持本研究结论的数据和代码可在Zenodo上公开获取：https://doi.org/10.5281/zenodo.22151846。
