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森林生产力决定着森林生态系统固定碳和维持生态系统功能的能力,是全球碳循环研究的重要内容。目前,大量研究已经证实,温度、降水等气候因素能够通过影响树木光合作用、呼吸作用和水分利用等生理过程直接调控森林生产力。同时,越来越多的研究发现,森林冠层高度、冠层盖度以及垂直复杂度等冠层结构特征能够提高森林对光资源的截获和利用效率,从而促进森林生产力。然而,气候是否能通过改变森林冠层结构进一步影响森林生产力仍有待解答。
针对上述问题,中国科学院植物研究所生物多样性与生态安全研究团队整合了全球森林监测网络(ForestGEO)和中国森林生物多样性监测网络(CForBio)的16个大型森林动态监测样地的激光雷达数据和地面调查数据,系统分析了年均降雨量、生长季均温和干旱指数等关键气候变量对森林生产力、物种多样性以及冠层结构多样性的影响。
研究发现,气候和物种多样性不仅能够直接促进森林生产力,还能够通过提高冠层结构多样性间接促进森林生产力。在控制地形和自然干扰等因素后,冠层结构多样性仍然对森林生产力具有显著正向作用,并且冠层结构多样性对生产力的综合促进效应超过了物种多样性单独的效应,揭示了冠层结构多样性是连接气候、物种多样性和森林生产力的关键介导者,深化了对森林生产力机制的认知。
该研究成果近期发表于国际学术期刊Nature Communications。植物所已毕业博士研究生伊晓霞为论文第一作者,米湘成副研究员为通讯作者。中国科学院院士马克平、植物所陈磊研究员和法国国家农业科学研究院Grégoire Vincent研究员等国内外30余位科研人员参与了本研究。研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
文章链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-026-75043-3

物种多样性、冠层结构多样性、干扰、局域环境与气候等因素影响森林生产力的概念图

物种多样性、冠层结构多样性、地形、干扰以及气候等因素影响森林生产力的综合模型
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