Author & Address
题目：
Plant–soil microbial diversity and structural attributes jointly dominate the multifunctionality of the temperate forest
通讯作者：
Guangze Jin
地址：
Center for Ecological Research, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China
Abstract
生物多样性被广泛认为是推动生态系统功能的关键因素。然而，通过植物和土壤微生物多样性维持森林生态系统多功能性 (EMF) 的过程尚未完全了解。在这里，我们使用平均和加权阈值方法评估了混合温带森林中的八种生态系统功能，以检查 EMF 与环境梯度间多样性之间的关联。研究结果表明，结构属性是 EMF 的最佳预测因子。互补性和选择效应对 EMF 的影响都很小，而万能效应则推动了植物多样性与 EMF 之间的关系。EMF 与土壤真菌多样性呈正相关，但与土壤细菌多样性呈负相关。土壤微生物多样性通过调节不同功能之间的权衡来影响森林 EMF。此外，我们注意到，位于陡坡上的森林在多功能性方面可能会受到限制，而营养丰富的土壤则具有促进作用。这项研究强调了考虑地上和地下多样性对改善森林功能的重要性。在一定范围内，更加复杂和多样化的林分结构是可持续森林经营的有效策略。
Result
图1.结构方程模型的概念框架显示了植物多样性、土壤微生物多样性、结构属性和环境因素与生态系统多功能性的预期关系（使用BioRender.com创建）。
图2 .全子集回归模型预测效应的标准化回归系数（β）（a）平均森林多功能性，（b）25 %阈值水平的森林多功能性，（c）50 %阈值水平的森林多功能性，（d）75 %阈值水平的森林多功能性，（e）90 %阈值水平的森林多功能性。红色实心圆圈表示影响显著，灰色实心圆圈表示影响不显著。SR，物种丰富度；MNTD，平均最近分类单元系统发育距离；FEve，功能均匀度；CWM WD，木材密度CWM；CWM LNC，叶片氮含量CWM；CWM LDMC，叶片干物质含量CWM；CWM LA，叶面积CWM；CV，单株树DBH的变异系数；Sdba，基部面积标准差。细菌。 Chao1，细菌 Chao1 指数；细菌。D，细菌 Simpson 指数；真菌。Chao1，真菌 Chao1 指数；真菌。D，真菌 Simpson 指数。
图 3.土壤养分和地形对每种生态系统功能的影响以及八种生态系统功能的皮尔逊相关矩阵。绘制线的粗细与线性回归模型的决定系数成正比。线粗细和标记值用于表示影响的显著性和方向。实线表示显著影响，虚线表示不显著影响。橙线表示正影响，绿线表示负影响。CWP，粗木生产力；SOD，土壤有机碳密度。
图4 .植物多样性、土壤微生物多样性、结构属性和环境因素对（a）平均森林多功能性（EMF.a）、（b）25% 阈值水平森林多功能性（EMF.25）、（c）50% 阈值水平森林多功能性（EMF.50）、（d）75% 阈值水平森林多功能性（EMF.75）和（e）90% 阈值水平森林多功能性（EMF.95）影响的分段结构方程模型。箭头的宽度与路径系数的强度成正比。红色实线表示显著正路径（P < 0.05），灰色虚线表示不显著路径（P > 0.05）。模型拟合统计量：Fisher's C = 2.954，P = 0.228，AIC C = 93.144。显著性水平：* P < 0.05，** P < 0.01，*** P < 0.001。缩写见图 2、图 3。
Conclusion
我们的研究考察了温带森林生态系统中植物多样性、土壤微生物多样性和 EMF 之间的关联。我们观察到植物和土壤真菌多样性都与EMF 呈正相关，尽管这些相关性的强度在不同的多功能性阈值上有所不同。林分结构复杂性，包括垂直分层和水平异质性，对于维持高 EMF 至关重要。复杂的结构可能提高资源利用效率并优化植物和微生物物种之间的生态位划分。更出乎意料的是，与 EMF 增强相关的土壤细菌多样性下降可能是由于细菌与植物对限制营养物质的竞争或病原体丰度增加。我们的局部发现强调了生物多样性成分与森林功能之间多变而复杂的相互作用。保护植物和真菌多样性以及复杂的森林结构对于确保生态系统功能的可持续性至关重要。同样，在更广泛的时空尺度上进行调查对于验证这些生物多样性-EMF 关系的普遍性至关重要。
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