生物多样性如何影响生态系统功能是生态学的研究热点和难点问题之一。近三十年,全球各地开展了大量的草地和森林植物多样性控制实验,以揭示生物多样性和生态系统功能关系的维持机制。多数结果表明,植物功能多样性可更好地解释生态系统生产力变异。但是,这些控制实验的共同特征之一是不断清除非目标实验物种,以达到控制物种多样性水平的目的。这种实验措施引发了有关“基于控制实验的研究结论在真实自然生态系统的普适性”的质疑。在传统的森林植物多样性控制实验中,草本植物往往被人工清除以避免其干扰树木的资源竞争。对于草本植物是否影响树木多样性与生产力关系,从而影响生态系统水平生产力尚不清楚。为解决以上问题,本论文依托位于浙江省普陀山的包含除草和非除草处理的树木功能多样性实验平台。该实验以植物经济型谱为切入点,选取位于经济型谱不同位置的8个功能策略差异较大的树种,通过单谱段、两谱段和四谱段树种组合的方式设置了17个树木功能多样性配置模式,开展高密度种植实验（树木个体间距0.6米）。本论文基于对幼树生长以及草本层物种组成和地上生产力动态的4年期监测,以除草处理为对照,通过分析树木功能多样性（以功能离散度表征）与功能组成（以性状群落加权平均值表征）所介导的生态位互补效应和选择效应如何影响草本与树木地上生产力和生物量累积的时空格局,揭示实验早期阶段草本植物在树木功能多样性与群落生产力关系维持中的重要作用。主要研究结果如下:1.总体来看,实验前两年非除草处理中的群落总地上生产力均显著高于除草处理,随实验进行,虽然树木逐渐成为群落生产力的主要贡献者,部分树木多样性组合中草本植物对群落总地上生产力的相对贡献依旧较大,表明以往仅以树木生产力表征群落生产力低估了实验早期草本植物的作用。经过4年的实验,树木地上生产力随功能多样性梯度而显著变化,且在除草与非除草处理中表现不同。在除草处理中,树木地上生产力最高的配置模式分别为枫香单种(15.11 Mg ha-1 yr-1)、舟山新木姜子-红楠-乌桕-枫香混种(10.87 Mg ha-1 yr-1)与乌桕-枫香混种(10.79 Mg ha-1 yr-1);树木地上生产力最低的配置模式分别为舟山新木姜子单种(1.25 Mg ha-1 yr-1)、舟山新木姜子-红楠混种(2.27 Mg ha-1 yr-1)与红楠单种(2.96 Mg ha-1 yr-1);在非除草处理中,树木地上生产力最高的配置模式分别为枫香单种(10.82 Mg ha-1 yr-1)、乌桕-枫香混种(10.76 Mg ha-1 yr-1)与木荷-青冈混种(10.04 Mg ha-1 yr-1),树木地上生产力最低的配置模式分别为舟山新木姜子单种(0.93 Mg ha-1 yr-1)、舟山新木姜子-红楠混种(1.87 Mg ha-1 yr-1)与黄山栾树-无患子混种(1.99 Mg ha-1 yr-1)。2.去除草本植物后,树木地上生产力和生物量累积与树木物种丰富度无相关性,但与树木功能多样性显著正相关,且关联强度随实验时间而增强,表明树种间生态位互补效应随时间而增加,进而加强了树木功能多样性对树木地上生产力的多样性效应。同时,树木地上生产力与资源获取型性状（如比叶面积大、叶片氮含量高）相关的树种组成显著正相关,表明选择效应也同时驱动树木地上生产力变化。树木地上生物量累积与资源获取型性状相关的树种组成正相关,且关系强度随实验时间增强,表明实验早期阶段树木地上生物量的储存主要取决于速生树种的资源掠夺式竞争。3.在非除草处理中,树木地上生产力和生物量累积与树木功能多样性呈正相关,且关系强度随实验时间增强;而树木地上生产力和生物量累积与资源获取型性状相关的树种组成不相关。以上格局表明,草本植物并不影响树木功能多样性对树木地上生产力和生物量累积的正向效应,但会削弱树木功能性状群落加权平均值与树木地上生产力和生物量累积的关系。多样性效应分解结果表明,草本竞争降低了树木多样性对树木地上生物量累积的互补效应的重要性。4.随实验的进行,树木功能多样性与草本地上生产力逐渐呈显著负相关,与群落总地上生产力显著正相关,且其关系强度均随实验时间增强;前者表明草本与树木间的资源竞争随时间而加强,后者表明树木功能多样性促进了群落总地上生产力。结构方程模型分析表明,随着实验的进行,树木功能多样性通过增加树木地上生产力而间接增加草本层中耐阴物种的比例,从而使树木成为群落生产力的主要贡献者。综上所述,本论文在探索树木功能多样性与树木地上生产力关系及其内在机制的基础上,量化了草本植物对树木多样性与树木地上生产力关系的影响程度,揭示了草本和树木相互作用对森林群落总地上生产力的调控机制,明晰了植物多样性控制实验早期阶段草本植物在树木功能多样性与森林地上生产力关系中的重要作用。本研究表明,考虑非实验目标物种的自然动态与生态过程,对深入理解树木多样性和生态系统功能关系至关重要。