科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬

保護(hù)樹(shù)種多樣性可以抗干旱？混交林比單一林抗旱能力更強(qiáng)？

(資料圖片)

的確如此！利用全球70多萬(wàn)個(gè)森林樣方的樹(shù)種多樣性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合森林對(duì)干旱抵抗力的遙感觀測(cè)分析結(jié)果，我國(guó)科研人員發(fā)現(xiàn)，保護(hù)樹(shù)種多樣性，可顯著提升森林應(yīng)對(duì)干旱的抵抗力。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然-地球科學(xué)》。

樹(shù)種多樣性對(duì)森林抵抗力影響的空間分布圖。

“同時(shí)，我們還繪制了首幅全球樹(shù)種多樣性對(duì)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(xué)依據(jù)。”9月22日，在接受科技日?qǐng)?bào)采訪時(shí)，論文通訊作者、中科院青藏高原所研究員汪濤強(qiáng)調(diào)。

經(jīng)典生態(tài)學(xué)理論預(yù)測(cè)，物種多樣性越高，生態(tài)位互補(bǔ)效應(yīng)越大，生態(tài)系統(tǒng)抵御外界環(huán)境脅迫的能力越強(qiáng)。然而，“對(duì)于樹(shù)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(wèn)題，過(guò)往研究較少。相關(guān)研究主要集中在少數(shù)生態(tài)系統(tǒng)方面，缺乏對(duì)全球森林的整體認(rèn)知。”汪濤介紹。

為此，研究團(tuán)隊(duì)解析了樹(shù)種多樣性對(duì)森林抵抗力的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，樹(shù)種多樣性高的森林一般具有較強(qiáng)的抵御干旱能力。

對(duì)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(shuō)：“面對(duì)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(bǔ)償對(duì)干旱敏感的樹(shù)種，所以樹(shù)種多樣性越高則整個(gè)系統(tǒng)會(huì)越穩(wěn)定。生態(tài)學(xué)家將多樣性的這一穩(wěn)定化機(jī)制稱為‘保險(xiǎn)效應(yīng)’或‘投資組合效應(yīng)’。”

另一方面，樹(shù)種之間存在互惠作用。“比如，不同樹(shù)種根的深度不一樣。在干旱的時(shí)候，深根樹(shù)可以將深層土壤的水分吸收至表層土壤，為淺根樹(shù)提供水分，從而提高其應(yīng)對(duì)干旱的抵抗力。這種物種間互惠作用對(duì)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(shù)種間競(jìng)爭(zhēng)減弱或者互惠增強(qiáng)，樹(shù)種多樣性對(duì)森林抵抗力的促進(jìn)效應(yīng)也顯著增強(qiáng)。

經(jīng)典的生態(tài)學(xué)理論“脅迫梯度假說(shuō)”認(rèn)為，物種間互惠作用的強(qiáng)度和重要性隨著環(huán)境脅迫程度的加劇而增加，競(jìng)爭(zhēng)作用的強(qiáng)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(shuō)，即隨著水分脅迫程度的增加，樹(shù)種多樣性對(duì)森林抵抗力的促進(jìn)作用越強(qiáng)。”劉丹說(shuō)，但這并不意味著干旱時(shí)樹(shù)種之間不再競(jìng)爭(zhēng)了，而是在干旱脅迫下樹(shù)種之間的關(guān)系由互惠作用所主導(dǎo)。

此外，研究團(tuán)隊(duì)繪制的全球樹(shù)種多樣性對(duì)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(shù)種多樣性可顯著提升森林應(yīng)對(duì)干旱的抵抗力。“在當(dāng)前樹(shù)種單一的人工純林開(kāi)展多樹(shù)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(shuō)。在碳中和背景下，旱區(qū)有可能成為造林綠化的“主戰(zhàn)場(chǎng)”，政府決策部門可考慮將恢復(fù)與種植豐富多樣的樹(shù)種納入旱區(qū)造林綠化政策，緩解未來(lái)極端氣候事件頻發(fā)對(duì)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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