日本南部冲绳岛亚热带森林中地形异质性对树种丰富度和林分动态的影响

1 我们使用结构方程模型（SEM）阐明了日本南部亚热带森林中生产力与树种丰富度在地形梯度上的关系，并量化了地形位置和土壤特性对群落特征的直接和间接影响。2 山脊上的较高土壤氮含量与低土壤pH值和高土壤有机质相关，但与热带森林中观察到的土壤化学差异相比，差异较小。3 树种丰富度从山谷向坡面和山脊增加。在坡面和山脊，通常在空隙或多风地点出现的地下层和微叶物种的数量比在山谷中更为丰盛。物种的栖息地偏好，反映出对阴影/干旱的耐受性，而不是对土壤肥力的依赖，可能是不同地形类型间树种丰富度差异的主要原因。4 树种丰富度对生物量增加的总影响大于树木密度，且生物量增加与树种丰富度呈线性增长。这与地形、土壤特性和地面植物对生物量增加的综合影响与树木密度的影响相当，表明这种关系是由栖息地异质性而非密度效应引起的。5 频繁的干扰和长期的风应力导致更高的死亡率和更大的生物量损失，特别是在山脊上，可能防止了具有不同功能特征（例如最大高度）的物种之间的光竞争。6 因此，地形变化似乎导致了该亚热带森林内的结构/组成异质性，使更广泛的物种得以存在。不同功能特征的多样物种的生长和存活被地形位置的环境条件多样化。这导致了不同地形类型之间的生产力差异，并表明与树种丰富度相关的功能弹性有助于高生产力。