Structural diversity strongly influences habitat quality and the functioning of forest ecosystems. An important driver of the variation in forest structures are disturbances. As disturbances are increasing in many forest ecosystems around the globe, it is important to understand how structural diversity responds to (changing) disturbances. Our aim was to quantify the relationship between forest disturbances and structural diversity with a focus on diversity in canopy height. We assessed diversity in canopy height for two strictly protected Central European forest landscapes using lidar data. We used a multi-scale framework to quantify within-patch (α), between-patch (β), and overall (γ) diversity. We then analysed the variation in canopy height diversity over an extensive gradient of disturbance rates. Diversity in canopy height was strongly driven by disturbance rate, with highest overall diversity between 0.5 and 1.5% of the forest area disturbed per year. The unimodal responses of overall diversity to disturbance emerged from contrasting within- and between-patch responses, i.e., a decrease in within-patch diversity and an increase in between-patch diversity with increasing disturbance. This relationship was consistent across study landscapes, spatial scales, and diversity indicators. The recent wave of natural disturbances in Central Europe has likely fostered the structural diversity of forest landscapes. However, a further increase in disturbance could result in the crossing of a tipping point (at ~ 1.5% of forest area disturbed per year), leading to substantial structural homogenization.

中文翻译：

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两种温带森林景观冠层高度多样性对自然干扰的响应

结构多样性强烈影响栖息地质量和森林生态系统的功能。森林结构变化的一个重要驱动因素是干扰。随着全球许多森林生态系统中的干扰不断增加，了解结构多样性如何对（不断变化的）干扰做出反应非常重要。我们的目标是量化森林干扰与结构多样性之间的关系，重点是冠层高度的多样性。我们使用激光雷达数据评估了两个受到严格保护的中欧森林景观的冠层高度多样性。我们使用多尺度框架来量化补丁内 (α)、补丁间 (β) 和整体 (γ) 多样性。然后我们分析了冠层高度多样性在扰动率的广泛梯度上的变化。冠层高度的多样性受到干扰率的强烈影响，最高的总体多样性在每年受到干扰的森林面积的 0.5% 到 1.5% 之间。整体多样性对干扰的单峰响应来自斑块内和斑块间的对比响应，即斑块内多样性的减少和斑块间多样性随着干扰的增加而增加。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。每年受到干扰的森林面积的 0.5% 至 1.5% 之间的总体多样性最高。整体多样性对干扰的单峰响应来自斑块内和斑块间的对比响应，即斑块内多样性的减少和斑块间多样性随着干扰的增加而增加。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。每年受到干扰的森林面积的 0.5% 至 1.5% 之间的总体多样性最高。整体多样性对干扰的单峰响应来自斑块内和斑块间的对比响应，即斑块内多样性的减少和斑块间多样性随着干扰的增加而增加。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。整体多样性对干扰的单峰响应来自斑块内和斑块间的对比响应，即斑块内多样性的减少和斑块间多样性随着干扰的增加而增加。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。整体多样性对干扰的单峰响应来自斑块内和斑块间的对比响应，即斑块内多样性的减少和斑块间多样性随着干扰的增加而增加。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。这种关系在研究景观、空间尺度和多样性指标中是一致的。最近中欧的自然干扰浪潮可能促进了森林景观的结构多样性。然而，扰动的进一步增加可能导致跨越临界点（每年约 1.5% 的森林面积受到扰动），从而导致结构显着同质化。