科學家揭示物種多樣性對樹木存活的影響機制

近日，國際學術期刊《生態學雜志》同期發表了中科院植物研究所研究員馬克平團隊與合作者的兩篇研究成果，揭示了物種多樣性對樹木存活的影響機制。

森林的結構和動態由其樹木個體的生存、生長和死亡率決定。其中，樹木的存活是森林維持多樣性和生態系統功能最關鍵的因素。目前普遍觀察到的生物多樣性對生產力的促進作用，可能是由于多樣性促進了樹木生長或提高了存活率。然而，相比大量關于多樣性與生長關系的研究，關于生物多樣性與樹木存活之間關系的報道則很少。

馬克平團隊利用建立在我國亞熱帶地區的大型森林生物多樣性控制實驗（BEF-China，江西德興）從第三年到第十二年的個體存活數據集，評估了從單種到16物種的不同多樣性樣方中物種豐富度、功能性狀以及年際氣候對樹木存活率的影響。結果發現，盡管樹木的總體存活率隨樣方物種多樣性的增加而增高，但多樣性對存活率的影響在物種間和年際間存在顯著差異。

通過進一步分析，研究人員發現這些顯著差異與物種的功能性狀和當年的氣候條件密切相關。保守型樹種（通常為厚葉片、葉碳氮比高、比葉面積小、葉磷含量低且導水力低的演替晚期常綠物種）的存活率隨多樣性、林齡和年降水量的增加而提高，而獲取型物種則相反。這表明多樣性、功能性狀和氣候條件之間的相互作用可以平衡森林中不同物種間的生存率。

該研究結果表明，在造林項目中種植具有不同功能策略的物種，不僅能給生態系統功能帶來有益影響，而且還能促進多樣性的正反饋循環，即生物多樣性可以更好地維持生物多樣性。

研究團隊同期發表的另外一項在我國亞熱帶地區的區域尺度關于氣候和菌根類型對森林物種多樣性—碳儲量關系影響的研究表明，樹種多樣性與森林碳儲量之間的關系受氣候條件和共生菌根類型的共同調控。升溫和干旱會增加樹種多樣性對碳儲量的促進作用強度；而物種多樣性、溫度和降水與叢枝菌根樹種的碳儲量顯著正相關，與外生菌根樹種的碳儲量無關或負相關。這表明應對未來氣候變化，增加造林項目中的樹種多樣性和選擇合適類型的樹種將是提高人工林碳儲量潛力的重要策略。

該研究面向我國“雙碳”目標戰略需求，為未來森林恢復和碳補償措施提供了科學支撐。

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/1365-2745.13970