近日，海洋与湿地（OceanWetlands）小编关注到一项研究，该研究由德国综合生物多样性研究中心（iDiv）、莱比锡大学和马丁·路德大学Halle-Wittenberg （MLU）的研究人员领导：与树种较少的森林相比，树种多样性高的森林能更好地缓冲夏季的热峰值和冬季的冷峰值。



图：©Linda Wong | 绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）（CC BY-SA 4.0）

这项研究已发表在《生态学通讯》（Ecology Letters）期刊上。它为森林树种多样化提供了又一个论据，尤其是在当前气候变化的情况下。

全球许多地方的气温都在上升，这主要是由于温室气体的增加。这些气候转变包括极端气温的变化：冬季寒冷峰值的数量已经在减少（即变得更加温暖），而炎热峰值却在增加。

极端干旱会严重降低森林的生长速度，甚至导致森林死亡。树种多样性可以提高森林的抗旱能力。然而，这种效果只在少数森林类型中得到证实；至于它是否适用于世界各地遭受极端干旱的不同类型森林，目前还没有很好的了解。

人们很早就知道树木可以缓冲极端温度，在炎热的夏季降低森林内的热峰值，在冬季降低冷峰值。然而，树种的数量或“树种丰富度”是否能提高森林缓冲热量和冷量峰值的潜力，目前还不得而知。

该研究的共同第一作者、来自弗赖堡大学的Florian Schnabel博士说：“以前的研究表明，树冠下的缓冲温度对森林生物多样性非常重要，因为它们减缓了气候变化导致的向偏好温暖温度的物种的转变。与此同时，作为森林生物多样性的一个重要方面，树木多样性对森林温度缓冲作用的影响在很大程度上仍不为人所知。”


全球最大的树木多样性种植实验

研究人员通过全球最大的树木多样性种植实验来寻找答案。中国科学院植物研究所基于我国亚热带地区大型森林生物多样性控制实验，几十万棵树被分别种植在由1、2、4、8、16或24个不同树种组成的地块中。

自iDiv成立以来，中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究（BEF-China）项目一直是iDiv的重要研究平台之一，由此产生了一个中德联合国际研究培训小组，在该研究中进行了为期六年（2015-2020年）的森林温度测量。

树种多样性缓冲温度峰值


结果表明，树种丰富的森林比树种较少的森林更能在高温高峰期降低树冠下的温度。这种效应在夏季正午高温时最强。与只有单一树种的地块相比，有24种树种的实验地块降温幅度最高可达4.4°C。

物种丰富的森林在夜间寒冷时段和冬季提高温度的效果也更好。不过，在研究月平均值时，研究人员发现物种稀少的森林和物种丰富的森林之间没有差别。


树冠密度和结构多样性解释了多样性效应

研究人员还找到了物种丰富度可能影响温度缓冲作用的可能解释。树种较多的实验地块显示出较高的树冠密度（单位地面面积上的叶面积较多）和较高的结构多样性（例如，小树和大树的种类较多）。这些因素增强了温度缓冲作用，可能是通过减少气团的混合。

该研究的共同第一作者、莱比锡大学和生态学与进化中心的Rémy Beugnon博士说：“温度缓冲作用对于在热浪中寻求解脱的人类来说是件好事，但它们也会影响生态系统本身。缓冲小气候为生态系统创造了更有利的条件，保护了生态系统提供的服务。在缓冲气候下，森林有可能更有效地生长和再生，而土壤则能更好地发挥作用，支持更多的生物多样性，改善养分循环，增加碳储存。”


促进物种丰富性的充分理由


这项新研究为增加树种丰富性可能造福人类和自然的论点增添了证据。该研究报告的资深作者、麻省理工大学的Helge Bruelheide教授说：“虽然全球种植的典型单一树种对于提供木材非常重要，但与天然林或多样化的人工林相比，它们不仅蕴藏的生物多样性较少，而且提供的其他服务也少于木材生产。我们的研究清楚地表明，树种丰富度的这种温度缓冲作用有可能减轻全球变暖和极端气候对整个森林生态系统的负面影响。”

该研究结果突出了多样化人工林对大规模森林恢复计划和城市森林的益处，这些计划和森林的目的是在气候变暖的世界中减少热应力。



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编译 | Maggie
审核 | YJ
排版 | 绿叶


参考资料略

来源: 海洋与湿地