Biophysical Heterogeneity, Hydrologic Connectivity, and Productivity of a Montane Floodplain Forest
Biophysical Heterogeneity, Hydrologic Connectivity, and Productivity of a Montane Floodplain Forest
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山地洪泛区森林的生物物理异质性、水文连通性和生产力
DOI：
10.1007/s10021-022-00769-2
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Valett, H. Maurice
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Peipoch, Marc;Davis, Pete B.;Valett, H. Maurice
洪泛区在生境类型、连通性和植被结构方面表现出异常的变化，使其成为解决初级生产生物物理控制问题的理想景观。然而，我们这样做的能力，需要在大的空间梯度在栖息地异质性，物种组成和生产力的生物物理复杂性的精细尺度评估。我们使用激光雷达数据和水文建模来量化地表高程，水文连通性和植被结构多样性指数（VSDI）在551补丁在一个山区河流走廊的洪泛平原森林。我们还估计陆地初级生产力通过归一化植被指数（NDVI）在每个河漫滩补丁。我们的主要目标是比较非生物和生物控制陆地初级生产力的路径分析模型，估计直接和间接的影响，NDVI值。在整个河漫滩，斑块淹没主要是低的，负相关的平均斑块海拔（r=-0.434，p < 0.001）和距离河道（r=-0.397，p < 0.001）。大多数斑块表现出较高的VSDI，相当于总冠层覆盖率为25-65%，平均冠层高度为8.5 m。通径分析表明，直接影响的冠层覆盖和植被指数，表明非生物控制河漫滩植被分布和生产力。植被结构多样性是林冠覆盖对森林生产力影响的重要中介变量。我们的研究结果表明，在河漫滩补丁共存层的植被提供互补的功能特性，相互作用与洪水制度，共同提高地上生产力。
Floodplains display exceptional variation in habitat type, connectivity, and vegetation structure that make them ideal landscapes in which to address biophysical controls on primary production. However, our ability to do so requires fine-scale assessment of biophysical complexity over large spatial gradients in habitat heterogeneity, species composition, and productivity. We used LiDAR data and hydrologic modeling to quantify surface elevation, hydrologic connectivity, and a vegetation structural diversity index (VSDI) in 551 patches across a floodplain forest of a montane river corridor. We also estimated terrestrial primary production via the normalized difference vegetation index (NDVI) in each floodplain patch. Our main goal was to compare abiotic and biotic controls on terrestrial primary production using a path analysis model to estimate direct and indirect effects on NDVI values. Across the floodplain, patch inundation was predominantly low and negatively related to mean patch elevation (r= −0.434,p< 0.001) and distance to the river channel (r= −0.397,p< 0.001). Most patches exhibited high VSDI, corresponding to a total canopy cover of 25–65% and an average canopy height of 8.5 m. Path analysis revealed direct effects of inundation on canopy cover and NDVI, indicating abiotic control on both floodplain vegetation distribution and productivity. Canopy cover mediated indirect effects of inundation on vegetation structural diversity, which was in turn a strong mediator of the effects of canopy cover on forest productivity. Our results suggest that coexisting layers of vegetation in a floodplain patch provide complementary functional traits that interact with flooding regime to collectively increase aboveground productivity.
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