近年来,关于森林生物多样性和地上生物量关系的研究已经取得了深入进展。然而,在自然森林群落中,群落结构复杂,分布、配置于不同垂直层次(上木层和下木层)的物种功能策略差异显著。同时,当综合考虑环境因子的影响时,生物多样性、群落结构以及地上生物量在不同林层的潜在关系尚不清楚。本论文以亚热带常绿阔叶林为对象,主要聚焦研究上木层、下木层和群落整体层次上,环境因子、生物多样性、群落结构多样性和地上生物量的关系,及其潜在生态机制。本研究主要基于浙江天童5公顷连续森林动态监测样地125个样方的地上生物量,不同维度生物多样性(包括物种多样性以及功能和系统发育多样性)指标,林分结构特征和环境因子数据集。我们主要采用结构方程模型和混合线性模型,在不同林层及整个群落水平上分析环境、生物多样性与地上生物量之间的内在关系。其次,结合Pearson相关性分析和双变量对应关系对结构方程模型和混合线性模型进行了补充。考虑到空间自相关的问题,我们以广义最小二乘法进行模拟(考虑每个样地的空间位置),同时也对不考虑空间自相关的关系进行了分析比较。在使用混合线性模型的情况下,我们利用空间自相关Moran’s I检验方法筛选最佳模型。本研究的主要发现为:在结构复杂的亚热带森林群落内,生物多样性和地上生物量关系并非呈现单一的模式,其强度和方向完全取决于资源供给性变化剧烈的群落垂直层次。具体而言,本研究主要有如下发现:1.在乔木层,高的树木个体大小变异和物种多样性是决定地上生物量的主要驱动因素。在下木层,树木生长发育、高强度竞争以及环境异质性的混合效应导致了复杂的生物多样性和地上生物量关系。2.下木层高的功能多样性通过生态位互补效应对地上生物量有增强作用;在上木层,虽然物种功能多样性较低,但其通过具有相似功能的大树效应增强地上生物量。3.种内和种间功能多样性可以通过生态位分化正向调适下木层的地上生物量对于物种丰富度的响应。在上木层和群落整体,物种丰富度和地上生物量关系缺失,甚至为负向,间接表明了在上木层或整个群落水平,生态位空间可能主要由单优物种的大树占据。4.在下木层,物种的谱系距离越远,其功能多样性越高,越有利于增加地上生物量。与此相反,在上木层,高的地上生物量主要归因于谱系距离较近、且功能多样性较低的物种多样性组合。在群落水平,上木层的物种谱系相似性和下木层的功能多样性的混合效应使得物种多样性与地上生物量关系变得更加复杂。5.从物种功能策略角度而言,上木层较高的地上生物量主要归因于其具有较大的群落树高功能特性,功能特性是指某一功能特性的群落加权平均值,在这里是指其含有较大比例的高大个体物种,它们往往在竞争土壤养分和光线方面具有优势。相反,在下木层,物种更多的通过保守地耐受资源贫瘠策略而影响地上生物量。6.综合来看,本研究发现:在森林上木层,物种的较高树高功能特性与较低的功能多样性有利于提高地上生物量;在下木层,具有耐瘠薄资源的保守策略的物种通过生态位互补效应提高其地上生物量。在群落整体尺度,地上生物量主要是由土壤养分、树木个体大小变异性以及大树的优势特征决定。本研究结果强调了森林不同垂直层次在生物多样性与地上生物量关系中的重要性,在土壤养分梯度上,上木层和下木层物种功能策略差异显著,因而其影响生物多样性-地上生物量关系的机制也不同。因此,在预测地上生物量的生态学模型中,如果能够区分上木层和下木层的多样性效应,将会提升预测性。总之,本论文研究结果表明,在全球变化背景下,同时保护亚热带森林上木层和下木层的生物多样性,且维持群落的结构多样性,将是非常有益且可持续的管理策略。