林分起源、年龄与纬度梯度对兴安落叶松林植被多样性及乔木层碳密度的影响

摘要

【目的】兴安落叶松是大兴安岭寒温带森林的建群树种，其植被多样性与碳密度格局对区域碳汇功能和生态安全至关重要。然而林分起源、林分年龄与纬度梯度如何共同影响其结构与碳动态仍缺乏系统量化。本文旨在明确三者对林下植被多样性和乔木层碳密度的影响及其交互作用。【方法】基于大兴安岭929块兴安落叶松样地实测调查数据，采用线性混合效应模型与结构方程模型，系统评估林分起源、年龄及纬度梯度对林下植被多样性与碳密度的独立与交互效应。【结果】不同起源林分在乔木层碳密度上存在显著差异，天然林整体上具有更高的乔木层碳密度，而人工林在幼龄阶段碳密度较低，随林龄增加明显上升，并在成、过熟林阶段趋于下降。林下植被多样性与乔木层碳密度均呈显著年龄依赖性变化，且不同起源林分的碳密度年龄响应模式存在差异，表明林龄是影响森林结构与碳储量形成的关键因子。沿纬度梯度、林下植被多样性指数和乔木层碳密度总体呈低纬向高纬递减的空间格局，反映出气候梯度的显著调控作用。多因素分析表明，林分起源、年龄与纬度三因素交互作用不显著，但纬度与林分起源或年龄交互作用显著，说明纬度主要通过调节林分年龄效应或起源效应来影响乔木层碳密度和植被多样性的空间分布特征。【结论】兴安落叶松林植被多样性与乔木层碳密度受林分起源、林分年龄与纬度梯度的综合驱动，其中林分年龄起主导作用，林分起源影响在早期发育阶段更为显著，纬度梯度通过调节林分发育过程间接影响碳密度格局。研究结果对提升区域碳汇能力、支撑东北寒温带森林适应气候变化、推动生态保护与高质量发展具有重要科学依据。

关键词

兴安落叶松林 / 林分起源 / 林分年龄 / 纬度梯度 / 碳密度 / 线性混合效应模型 / 结构方程模型 / 大兴安岭