森林是陆地生态系统的重要组成部分，森林生物多样性是林业可持续发展的物质基础，也是维护森林生态系统稳定的前提[1]。相关研究人员从不同角度对森林生物多样性与生态系统功能（BEF）关系及地理梯度（海拔、纬度）对森林生物多样性的影响展开了大量研究。例如，吴初平等[2]研究发现 ，在较高的海拔条件下，生产力随物种丰富度的增加呈先增加后减少的趋势，而在其他环境条件下，物种丰富度对生产力无明显影响；李梦佳等[3]研究表明，系统发育多样性沿海拔呈中间高度膨胀格局；郝亚军[4]研究指出，受环境因素的影响，东部森林群落物种多样性沿纬度梯度从南向北呈逐渐递减趋势。但目前关于地理梯度与森林BEF关系作用机制的研究有待进一步补充。本文从森林物种多样性与单一BEF的关系、不同尺度间和维度间的森林生物多样性对BEF的影响以及森林生物多样性与生态系统多功能性关系等方面，分析了地理梯度上森林多样性与BEF关系研究进展，为该领域相关研究提供参考。
1 森林生物多样性与BEF关系
1.1 森林生物多样性与单一BEF的关系
目前，关于森林生态系统生物多样性与BEF关系的研究，主要集中在植被物种多样性对单一生态系统功能的影响及其内在作用机制方面。多项研究结果表明，植物多样性对森林土壤生态功能具有显著的促进作用。徐文仕[5]研究发现，土壤可溶性有机碳、氮含量以及土壤有机碳储量均随着植物多样性水平的提高而增加。井丽欣[6]研究表明，物种丰富度高的林分，其土壤持水能力更强。张喜亭[7]分析了东北地区典型森林植物多样性特征及其对土壤碳汇功能的影响机制，发现丰富度高的物种和优势种通过降低碳水化合物酶活性提高了碳积累量，高丰富度提高了土壤碳稳定性且增加了表层及深层土壤大团聚体、微团聚体和黏粉粒碳含量。这些研究表明，森林植物多样性通过多种途径（如改变酶活性、优化土壤结构、调节元素循环等）对土壤生态功能产生一定的影响。
1.2 多尺度的森林生物多样性对BEF的影响
关于森林生物多样性与BEF关系的研究逐渐从单一尺度拓展至多尺度分析，涵盖局域、区域等空间层次，以揭示不同尺度下BEF关系的作用机制。王绪高等[8]分别从局域和区域尺度研究生物多样性对温带森林BEF的影响，结果发现，物种多样性与BEF存在显著的尺度效应，且功能性状多样性、谱系多样性等多维度生物多样性能够较好地解释BEF的空间变异。姚杰等[9]研究发现，复杂天然林生态系统中木本植物多样性对地上生物量的影响随空间尺度的增加表现为先增加后趋于平缓最后下降的趋势，α-多样性和β-多样性均对地上生物量产生显著的正效应，且α-多样性的影响显著强于β-多样性。郭志文[12]基于热带森林连续监测数据，发现功能多样性和丰富度对森林生态系统功能及稳定性的影响较大，且这种影响随样地面积的增加而增强。这些研究表明，不同维度的生物多样性（如功能多样性、谱系多样性、α/β-多样性）在不同空间尺度上对生态系统功能的影响不同。
1.3 多维度的森林生物多样性对BEF的影响
1.4 森林生物多样性与生态系统多功能性关系
当前对森林生物多样性与生态系统多功能性关系的研究受到越来越多的关注，如巫文香[13]研究发现，生态系统多功能性与植物丰富度和Shannon-Wiener指数呈单峰关系，功能和多样性之间呈显著的三项式关系，且马尾松和红锥混交能提高混交林林分生物量、凋落物产量和质量，增强土壤微生物活性及其碳源利用功能，进而提高生态系统多功能性水平。黄小波等[14]研究发现，物种丰富度与生态系统多功能性的关系强于其与单一生态系统功能的关系，当生态系统多功能性控制在中等水平时，物种数的增加对其多功能性的影响较大，年均温度、年均降水量和土壤pH等通过影响物种丰富度间接影响生态系统多功能性。这些研究为森林可持续经营和生物多样性保护提供了重要的科学依据。
2 地理梯度对森林生物多样性的影响
多维度的森林生物多样性在不同尺度上对单一生态系统功能及生态系统多功能性有着复杂的影响机制，但森林生物多样性格局并非均质，其本身受复杂环境梯度的影响较大。作为综合性环境因子，海拔与纬度的变化会改变其他环境因子，包括土壤养分、气温和降水等，进而对植物物种分布及其多样性产生影响。
2.1 海拔
海拔梯度与森林生物多样性的关系较为复杂，主要分为5种模式。（1）负相关关系。如胡砚秋[15]研究发现，亚热带森林群落的Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数等均随海拔升高而降低；符庆响[16]对鹞落坪森林植物群落的研究也得出了相似的结论。（2）正相关关系。欧珠朗杰等[17]利用回归分析方法发现，江孜沙棘群落物种多样性随着海拔升高而升高，其原因可能是生境内湿度随海拔上升而增加，从而增加了物种多样性。（3）中间高度膨胀模式（物种多样性在海拔梯度中间位置达到峰值）。韩卓频[18]研究发现，木本植物种数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和种间机遇指数均随着海拔的升高呈先增加后降低趋势；张静[19]和蔡嘉华[20]的研究也得出了类似的结果。（4）“U”型模式（随海拔增加而先降后升）。崔雨昕[21]使用广义加性模型对海拔与秦岭西段典型森林群落各层次的4种α多样性指数进行分析，发现其灌木层的4种多样性指数随海拔梯度的升高呈先降低后增加的趋势。（5）无相关关系。如郝磊等[22]研究发现，梵净山森林群落林下草本植物的Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数随海拔升高均无明显变化特征。
2.2 纬度
植物生物多样性呈现出显著的纬度梯度格局，具体表现为植物物种丰富度在赤道附近的热带地区达到峰值，并随着纬度的升高向两极逐渐递减。如于世勇等[23]研究指出，寒温带森林物种多样性与纬度呈负相关关系，其原因是随纬度的增加，环境温度逐渐降低，进而影响植物细胞生长，致使植物群落物种多样性和丰富度显著降低。但也有研究发现，物种多样性随纬度梯度的增加，呈先升后降的趋势。如高杰[24]研究发现，东北部地区物种多样性与功能多样性随纬度梯度的升高呈先升高后下降的趋势。然而，在西南喀斯特森林植物保护区样地，随纬度递增或递减，物种多样性均未展现出明显的相关性，其原因可能是样地处于过渡带上，增加了物种多样性，削弱了纬度变化的影响[25]。总之，多数情况下物种多样性会随着纬度的升高而降低。但在一些特殊地理环境下，当地的气候、土壤、海拔等环境因素会削弱纬度对物种多样性的影响。
3 地理梯度对森林BEF的影响
目前，对地理梯度上生物多样性与生态系统多功能性关系的研究多集中于草甸[26]和草地[27]。近年来，森林关于该方面的相关研究逐渐增加。卜文圣[28]研究发现，生物多样性与地上部分生物量的关系随海拔梯度变化不显著，但地上部分生物量随物种丰富度或谱系多样性的增加而增加。杨蕾[29]研究发现，在纬度梯度上森林物种多样性指数、功能多样性指数和系统发育多样性指数与凋落物年产量呈正相关，主要通过和其他因子的协同发挥作用。武娴[30]研究指出，物种丰富度和物种功能特性对生物量有显著影响，但其影响会随环境的变化而变化；随纬度的降低，生物量—物种丰富度关系的斜率逐渐降低，其原因可能是随着生产力提高，互补效应作用降低而竞争排斥作用增强。钟泳林[31]研究发现，高海拔地区木本植物物种多样性的增加，更加有利于森林生物量在空间上保持稳定。目前，地理梯度上生物多样性与生态系统多功能性的交互作用机制研究还有待进一步丰富。
综上，本文从森林生物多样性与BEF关系，地理梯度对生物多样性的影响以及地理梯度上森林BEF关系等方面分析了地理梯度上森林生物多样性与生态系统功能关系研究现状。目前，森林BEF关系研究从物种多样性与单一功能关系逐渐拓展至多尺度（局域、区域）、多维度（包括物种多样性、功能多样性和系统发育多样性等）的植物多样性与生态系统功能关系，以及生态系统多功能性关系。生态系统的复杂性使其研究需在足够大的尺度上进行，但目前关于地理格局（海拔、纬度）对森林BEF关系的作用机制相关研究较少，未来应加大对该方面的研究。