樹種多樣性 可提升森林抵禦乾旱能力

◎本報記者 陸成寬

保護樹種多樣性可以抗乾旱？混交林比單一林抗旱能力更強？

的確如此！利用全球70多萬個森林樣方的樹種多樣性監測數據，結合森林對乾旱抵抗力的遙感觀測分析結果，我國科研人員發現，保護樹種多樣性，可顯著提升森林應對乾旱的抵抗力。相關研究成果近日在線發表於《自然·地球科學》。

“同時，我們還繪製了首幅全球樹種多樣性對森林抵抗力影響的空間分佈圖，為旱區造林綠化、穩定森林碳匯功能提供了科學依據。”10月21日，在接受科技日報記者採訪時，論文通訊作者、中國科學院青藏高原所研究員汪濤強調。

經典生態學理論預測，物種多樣性越高，生態位互補效應越大，生態系統抵禦外界環境脅迫的能力越強。然而，“對於樹種多樣性高的森林能否有效抵禦極端氣候事件衝擊這一問題，過往研究較少。相關研究主要集中在少數生態系統方面，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。研究發現，樹種多樣性高的森林一般具有較強的抵禦乾旱能力。

對此，論文第一作者、中國科學院青藏高原所助理研究員劉丹解釋説：“面對乾旱等環境的脅迫，樹種多樣性高的森林更有可能包含更多抗旱物種，這些物種可以對乾旱敏感的樹種進行補充，所以樹種多樣性越高則整個系統會越穩定。生態學家將多樣性的這一穩定化機制稱為‘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。在乾旱的時候，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，從而提高其對乾旱的抵抗力。這種物種間的互惠作用對森林抵禦乾旱非常重要。”劉丹舉例道。

更重要的是，研究還發現，隨着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。

經典的生態學理論“脅迫梯度假説”認為，物種間互惠作用的強度和重要性隨着環境脅迫程度的加劇而增加，競爭作用的強度和重要性隨環境脅迫程度的加劇而降低。

“我們的發現印證了這一假説，即隨着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。”劉丹説，但這並不意味着乾旱時樹種之間不再競爭了，而是在乾旱脅迫下樹種之間的關係由互惠作用所主導。

此外，研究團隊繪製的全球樹種多樣性對森林抵抗力影響的空間分佈圖表明，在全球近一半森林區域增加樹種多樣性可顯著提升森林對乾旱的抵抗力。“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，以旱區提升空間最大。”汪濤説。在碳中和背景下，旱區有可能成為造林綠化的“主戰場”，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造林綠化政策，以緩解未來極端氣候事件頻發對森林碳匯穩定性的影響。