物种多样性高的森林生态系统不止抱有越来越快

森林生态系统是全球碳循环非常重要的组成部分,能在短时间内吸收和释放大量碳,并能在较长时间内累积大量碳。其中,亚热带森林生态系统通常被认为是全球主要的潜在碳汇。我国拥有大面积的亚热带森林,其物种极其丰富。同时,我国过去三十多年一直在持续且大规模进行植树造林计划。然而,物种多样性高的森林与低的森林之间的碳通量和碳储量的差异以及背后的机制尚不清楚。因此,厘清物种多样性对森林碳储量和通量的影响及其机制对于我国森林管理和保护具有极其重要的意义。

近日,在线发表于国际重要学术期刊《英国皇家学会学报B》上的研究论文揭示,增加植树造林树种多样性将显着提高森林生态系统碳储量。这项研究成果由中国科学院植物研究所牵头,联合德国和瑞士的生态学家组成大型国际团共同完成。

美高梅集团官网,中国科学院植物研究所研究员马克平带领的研究团队联合德国、瑞士的生态学家,对位于浙江省开化县古田山国家级自然保护区内的27个森林样地开展了连续6年的全方位综合监测。这些样地涉及多个物种多样性水平。研究发现,物种多样性高的森林生态系统不仅具有更快的碳循环速率,而且在包括茎干、根系、地表凋落物、枯死木和土壤的各个地上和地下部分都能储存更多的碳。计算表明,如果我国的植树造林能够多采用多物种的混交林,而非快速生长的单一纯林,每年可能会从大气中额外固定约3亿美元的碳。

据有关专家介绍,这项研究通过6年的综合监测,证明树种多样性可促进森林碳通量和碳储量;树种多样性对森林6个不同组分碳储量增加都有积极作用;从减缓气候变化角度考虑,混交林比纯林好,天然林比人工林好。

改变植树造林战略、采用更多物种的混交林,不仅会大大增加森林对减缓全球变暖的贡献,也将非常有助于我国森林生物多样性的管理和保护。

气候变化带来的全球变暖问题是当前人类最关心的问题之一,其中碳的释放、固存及周转备受关注。而森林生态系统由于能在短时间内吸收和释放大量碳,并能在较长时间内累积大量碳,是全球碳循环非常重要的组成部分,森林碳占陆地碳库比例可达45%之多。我国拥有大面积的亚热带森林,其物种极其丰富,被认为是全球主要的潜在碳汇。同时,我国也一直在为减缓全球变暖积极努力。过去30多年来持续且大规模的植树造林,成效显着,南方一些省份的人工林面积已经与天然林相当。

该研究成果于8月22日在线发表于国际学术期刊Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences。马克平研究组副研究员刘晓娟为论文第一作者,马克平为通讯作者。该研究得到中科院B类先导科技专项培育项目的支持。

从固定二氧化碳减缓气候变化的角度考虑,究竟种植什么样的树、培育什么样的森林更好,一直存在争议。这主要是因为物种多样性高与低的森林之间的碳通量和碳储量的差异以及背后的机制尚不清楚。因此,厘清物种多样性对森林碳储量和碳通量的影响及其机制,对于森林管理和保护具有极其重要的意义。

文章链接

由中国科学院植物研究所的生态学家与德国、瑞士的生态学家组成的大型国际团队,对位于浙江省开化县古田山国家级自然保护区内不同演替阶段的森林开展了树木多样性和林龄与森林碳通量和碳储量关系的研究。他们选择从3个树种到20个树种组成的不同森林群落,林分年龄从22年到116年,共建立了27个固定样地,进行连续6年的全方位综合监测。监测项目分为:通过地上木本植物碳、地上草本植物碳、地表枯落物碳、枯死木碳、根系碳和土壤碳监测碳储量,通过地上生物量碳增量、枯落物碳动态、枯死木碳动态和土壤呼吸4个方面监测碳通量。

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研究结果表明,与物种多样性相对低的森林生态系统相比,物种多样性高的森林生态系统不仅具有更快的碳循环速率,而且在植物茎干、根系、地表凋落物、枯死木和土壤的各个地上和地下部分,都能储存更多的碳。随着林龄增加碳储量随之增加,随着树种的增加,总碳储量也随之增加。也就是说,树种多样性能够促进森林碳循环和碳储量。计算结果表明,如果我国的植树造林能够多采用更多植物种类的混交林,而非快速生长的单一纯林,每年增加的89万公顷的人工林一年可能会从大气中额外固存约3亿美元的碳,将会大大增加对减缓全球变暖的贡献。改变植树造林策略,也将有助于我国森林生物多样性的管理和保护。

研究区域中低、中、高物种多样性森林面貌对比

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27个研究样地平均碳储量和碳通量示意

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