摘要：探索非生物(地形、气候和土壤)和生物因素(多样性、结构和功能特征)如何驱动地上生 物量(AGB)是森林生态学研究的热点之一，并且在局域、区域和大陆尺度上仍存在很大争议。本文以热带森林为研究对象，沿当地的地形梯度，探讨了热带森林多样性的多种指标（如： 分类、结构、系统发育、功能性状和特性等的多样性）对地上生物量直接和间接的影响。 为此，我分析了 101 个热带森林样地(每个样地的面积为 0.05 公顷)的树木数据，这些样地随机分布在海拔 218-1850 米的森林中。我应用结构方程模型(SEMs)来评估海拔和多样性指数对地上生物量产生的直接和间接的影响。
       首先(本文第三章节)，我测试了海拔、林分密度、树木胸径、高度变化以及多种物种分类学多样性指标（物种丰富度、均匀度、香农物种多样性和辛普森优势度）对地上生物量（AGB）的直接和间接影响。结果表明，较高的林分密度可以增加地上生物量但是物种多样性与地上生物量负相关。有趣的是，树木胸径和树高变化对地上生物量（AGB）的贡献可以忽略不计。随着海拔的升高，林分密度、物种丰富度和地上生物量（AGB）降低，而株高变化强度增加。这些结果表明，选择效应或竞争排斥或自然选择在调节热带森林物种多样性、林分结构复杂性和地上生物量（AGB）等方面具有显著作用。
      其次(本文第四章节)，使用来自三种类型森林(热带常绿和阔叶混交林，热带常绿和落叶林，和亚热带针叶林）的数据，研究海拔、物种丰富度、单株树木胸径变化、系统发育多样性指数(如：系统发育物种均匀度、系统发育物种变异度、系统发育物种聚类)和地上生物量（AGB）之间的联系和影响。研究发现，除热带常绿和阔叶混交林外，所有森林和林型中与系统发育关系密切且丰度不同的树种是生产较高地上生物量（AGB）的主要原因， 这可能是因为选择效应。而在热带常绿和阔叶混交林中，不同的近缘种和远缘种对地上生物量（AGB）的贡献较大，说明其生态位多元化程度较高。
      最后(本文第五章节)，在考虑海拔梯度下树木胸径变化的直接和间接影响的基础上，探 讨了功能性状多样性和性状特征值可能的联合效应，即性状值的群落加权平均值(CWM)对 地上生物量（AGB）的影响。在测试模型中，性状特征值使用最大树高的群落加权平均值(CWMHmax)、比叶面积的群落加权平均值 (CWMSLA)、叶片干物质含量的群落加权平均值 (CWMLDMC)和木材密度的群落加权平均值(CWMWD)代表，同时植物功能形状多样性 以功能丰富度 (FRic)、功能均匀度(FEve)、功能分散度(FDis)和功能分歧度(FDiv)为代表。研究发现，功能优势度即最大树高的群落加权平均值（CWMHmax）的显著正效应抵消了 低功能性状多样性(即FRic 为正，FDis 和FEve 为负，FDiv 为可忽略的潜在变量)对地上生物 量（AGB）的影响，说明功能相似株高较高的树促进了地上生物量（AGB）的生产和储存。但是，获取性(CWMSLA)和保守性(CWMLDMC 和 CWMWD)功能策略在所研究的热带森林中对地上生物量（AGB）形成过程相对不重要。
       综上所述，本文的研究结果表明，尼泊尔热带森林中功能相似和系统发育相近的物种，可能由于高大的优势树而具有高度紧凑的林分密度，可以提供较高的地上生物量(AGB)。虽然一般认为质量比和生态位互补性效应是相互不排斥的机制，但我发现质量比效应相对于生态位互补性效应在地上生物量（AGB）形成中的作用更强。因此，竞争排斥、生态相似性、生态位重叠在形成这些热带森林的多样性、组成和功能方面发挥了重要作用。
      最后，我建议保护高大的树木以加强碳储存，但保护物种的多样性和树尺寸的丰富也很重要，因为生物多样性可以通过其他森林服务和功能来提升人类的福祉。