英文题目：Tree species diversity promotes litterfall productivity through crown complementarity in subtropical forests
翻译题目：亚热带森林树种多样性通过树冠互补性促进凋落物生产力
期刊：Journal of Ecology
影响因子：6.817
发表时间：2019年1月
通信作者：En‐Rong Yan (阎恩荣)
第一作者：Li‐Ting Zheng (郑丽婷)
通信作者及第一作者单位：School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University: Shanghai, CN (华东师范大学生态与环境科学学院-中国-上海)
Part.1 科学问题
背景：生态位互补假说认为，相对于物种较少的群落，物种多样性群落通过生态位分化更有效地利用现有资源，从而提高生态系统生产力。
科学问题：
(1) 树冠互补是否在调节复杂的自然森林中物种丰富度和凋落物生产力积极关系中起到了关键作用？
(2) 研究样点的环境条件和林龄如何影响物种丰富度、林冠互补性以及凋落物生产力之间的关系？
Part.2 研究方法
研究区域：
浙江省东部的宁波和舟山地区。该地区为亚热带季风气候，夏季湿热，冬季干冷。
共设置28个样方：天童山(17)、普陀山(6)、双峰山岛(3)、洛伽山(2)，样方林龄和林分特征不同，林分特征包括常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿落叶混交林和针叶林4种植被类型。
样方大小10m×10m到25m×20m不等，20m×20m居多。
附图 1. 28个样方位置
该研究测量了很多指标，以下做简要总结，详细内容还请参照原文。研究者们首先调查了样方内稀有树种丰富度、土壤水分及土壤有机碳含量；紧接着收集凋落物并估计其生产力 (PS:文中提到了收集凋落物的工具叫 litter traps，哦？长什么样呢？请见下图)。
Photos from the field: Parsons et al. 2014.
Spatial Variability in Litter Dynamics
接下来，研究者们通过测量树高、叶子的最低高度、树冠的东西及南北半径，以计算树冠高度 (crown depth)、树冠体积、树冠互补性及树冠互补指数。在计算树冠体积时，他们将阔叶林的树冠当做球形树冠，针叶林树冠想象成圆锥形树冠。
综上所述，文中主要应用到的指标有6个，即土壤水分、土壤有机碳含量、林龄、稀有树种丰富度、凋落物生产力、树冠体积以及树冠互补指数。
文中所用的分析都在R中进行 (lavaan package - 结构方程模型；vegan package - 稀有树种丰富度)。
Part.3 研究结果
图 2. 土壤水分(SM)、土壤有机碳含量(TOC)以及林龄(SA)分别对稀有种丰富度(Srare)、树冠互补指数(CCI)、树冠体积(TCV)以及凋落物生产力(LP)的影响。
图 2a-d: 稀有物种丰富度、树冠互补指数和凋落物生产力均随土壤含水量的增加而增加，但树冠总体积却没有增加。
图 2e-h: 树冠互补指数和凋落物生产力随着土壤碳含量的增加而增加，但稀有物种丰富度和树冠总体积没有增加。
图 2i-l: 随着林龄增加，凋落物生产力增加，树冠互补指数略有增加，物种丰富度呈上升趋势，但不包括树冠总体积。
图 3. 稀有种丰富度(Srare)、树冠互补指数(CCI)、总树冠体积(TCV)以及凋落物生产力(LP)之间的相互影响。
图 3a,b: 随着物种丰富度的增加，凋落物生产力和树冠互补性显著增加。
图 3c: 树冠互补性与凋落物生产力呈正相关。
图 3d,e: 稀有物种丰富度与总树冠体积之间无显著关系；凋落物生产力与总树冠体积之间也无显著关系。
图 4. 结构方程模型中稀有种丰富度、树冠互补性以及总树冠体积对凋落物生产力的影响。(a)考虑林龄和环境条件；(b) 不考虑林龄和环境条件。
图 4a: 环境条件会直接影响凋落物生产力，也会通过影响稀有种丰富度以及树冠互补性间接影响凋落物生产力。
图 4a,b. 稀有物种丰富度对凋落物生产力有显著的直接影响，同样通过增加树冠互补性进而间接影响凋落物生产力也很显著，但通过总树冠体积的间接影响很小；树冠互补性对凋落物生产力的直接影响显著且大；总树冠体积对凋落物生产力的直接影响不大。
Part.4 讨论
(1) 研究意义: 本研究增进了我们对生态位互补如何驱动复杂天然林生物多样性-生态系统生产力关系的理解。
(2) 解释主要结论(丰富度通过调节树冠互补性促进凋落物生产力)原因：高的丰富度导致复杂的冠层结构，使得冠层互补，即生态位互补，能够更加有效的利用资源和空间，进而提高了凋落物生产力。
(3) 总树冠体积对凋落物生产力影响不大，总树冠体积与林分生物量正相关，但有关北方森林的相关研究也证明，凋落物生产力几乎没有随着林分生物量的变化而变化，林分已经达到完全封闭。
(4) 立地条件(土壤水分、土壤有机碳含量)促进其凋落物生产力，一是因为水分的增加可能促生出多种水分利用策略，差异广泛的水分利用策略有可能促进冠层互补，进而促进凋落物生产力；二是因为在自然森林中，土壤养分大都高度耦合，土壤水分与有机碳的增加加剧了树木的光竞争，导致树冠生态位分化，增强其互补性，从而增大了凋落物生产力。
(5) 林龄影响丰富度-冠层互补-凋落物生产力三者的关系有促进作用，与以往研究相一致，生态系统生产力、物种及功能多样性之间的关系很大程度上取决于林龄。
总结：（1）文末之处，该研究只是用冠层互补代替了生态位互补，如果考虑生态位地下-地面互补，也有助于理解生物多样性与凋落物生产力的关系。（2）越是身边的人写得文章，就会看得越认真，在读这篇文章的过程中，总给人一种踏实、严谨之感，是我值得学习的。
转自：“生态小爬”微信公众号
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