科技日報記者 陸成寬
保護樹種多樣性可以抗干旱？混交林比單一林抗旱能力更強？
(資料圖片)
的確如此！利用全球70多萬個森林樣方的樹種多樣性監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合森林對干旱抵抗力的遙感觀測分析結果，我國科研人員發(fā)現(xiàn)，保護樹種多樣性，可顯著提升森林應對干旱的抵抗力。相關研究成果在線發(fā)表于《自然-地球科學》。
樹種多樣性對森林抵抗力影響的空間分布圖。
“同時，我們還繪制了首幅全球樹種多樣性對森林抵抗力影響的空間分布圖，為旱區(qū)造林綠化、穩(wěn)定森林碳匯功能提供了科學依據(jù)。”9月22日，在接受科技日報采訪時，論文通訊作者、中科院青藏高原所研究員汪濤強調(diào)。
經(jīng)典生態(tài)學理論預測，物種多樣性越高，生態(tài)位互補效應越大，生態(tài)系統(tǒng)抵御外界環(huán)境脅迫的能力越強。然而，“對于樹種多樣性高的森林能否有效抵御極端氣候事件沖擊這一問題，過往研究較少。相關研究主要集中在少數(shù)生態(tài)系統(tǒng)方面，缺乏對全球森林的整體認知。”汪濤介紹。
為此，研究團隊解析了樹種多樣性對森林抵抗力的影響機制。研究發(fā)現(xiàn)，樹種多樣性高的森林一般具有較強的抵御干旱能力。
對此，論文第一作者、中科院青藏高原所助理研究員劉丹解釋說：“面對干旱等環(huán)境的脅迫，多樣性高的森林更有可能包含更多抗旱物種，這些物種可以補償對干旱敏感的樹種，所以樹種多樣性越高則整個系統(tǒng)會越穩(wěn)定。生態(tài)學家將多樣性的這一穩(wěn)定化機制稱為‘保險效應’或‘投資組合效應’。”
另一方面，樹種之間存在互惠作用。“比如，不同樹種根的深度不一樣。在干旱的時候，深根樹可以將深層土壤的水分吸收至表層土壤，為淺根樹提供水分，從而提高其應對干旱的抵抗力。這種物種間互惠作用對森林抵御干旱非常重要。”劉丹舉例道。
更重要的是，研究還發(fā)現(xiàn)，隨著水分脅迫程度的增加，樹種間競爭減弱或者互惠增強，樹種多樣性對森林抵抗力的促進效應也顯著增強。
經(jīng)典的生態(tài)學理論“脅迫梯度假說”認為，物種間互惠作用的強度和重要性隨著環(huán)境脅迫程度的加劇而增加，競爭作用的強度和重要性隨環(huán)境脅迫程度的加劇而降低。
“我們的發(fā)現(xiàn)印證了這一假說，即隨著水分脅迫程度的增加，樹種多樣性對森林抵抗力的促進作用越強。”劉丹說，但這并不意味著干旱時樹種之間不再競爭了，而是在干旱脅迫下樹種之間的關系由互惠作用所主導。
此外，研究團隊繪制的全球樹種多樣性對森林抵抗力影響的空間分布圖表明，在全球近一半森林區(qū)域增加樹種多樣性可顯著提升森林應對干旱的抵抗力。“在當前樹種單一的人工純林開展多樹種混交造林，將顯著提升森林抵抗力，以旱區(qū)提升空間最大。”汪濤說。在碳中和背景下，旱區(qū)有可能成為造林綠化的“主戰(zhàn)場”，政府決策部門可考慮將恢復與種植豐富多樣的樹種納入旱區(qū)造林綠化政策，緩解未來極端氣候事件頻發(fā)對森林碳匯穩(wěn)定性的影響。
（圖片由中科院青藏高原所提供）
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