树种多样性可提升森林抵御干旱能力

保护树种多样性可以抗干旱？混交林比单一林抗旱能力更强？

的确如此！利用全球70多万个森林样方的树种多样性监测数据，结合森林对干旱抵抗力的遥感观测分析结果，我国科研人员发现，保护树种多样性，可显著提升森林应对干旱的抵抗力。相关研究成果近日在线发表于《自然·地球科学》。

“同时，我们还绘制了首幅全球树种多样性对森林抵抗力影响的空间分布图，为旱区造林绿化、稳定森林碳汇功能提供了科学依据。”10月21日，在接受科技日报记者采访时，论文通讯作者、中国科学院青藏高原所研究员汪涛强调。

经典生态学理论预测，物种多样性越高，生态位互补效应越大，生态系统抵御外界环境胁迫的能力越强。然而，“对于树种多样性高的森林能否有效抵御极端气候事件冲击这一问题，过往研究较少。相关研究主要集中在少数生态系统方面，缺乏对全球森林的整体认知。”汪涛介绍。

为此，研究团队解析了树种多样性对森林抵抗力的影响机制。研究发现，树种多样性高的森林一般具有较强的抵御干旱能力。

对此，论文第一作者、中国科学院青藏高原所助理研究员刘丹解释说:“面对干旱等环境的胁迫，树种多样性高的森林更有可能包含更多抗旱物种，这些物种可以对干旱敏感的树种进行补充，所以树种多样性越高则整个系统会越稳定。生态学家将多样性的这一稳定化机制称为‘保险效应’或‘投资组合效应’。”

另一方面，树种之间存在互惠作用。“比如，不同树种根的深度不一样。在干旱的时候，深根树可以将深层土壤的水分吸收至表层土壤，为浅根树提供水分，从而提高其对干旱的抵抗力。这种物种间的互惠作用对森林抵御干旱非常重要。”刘丹举例道。

更重要的是，研究还发现，随着水分胁迫程度的增加，树种间竞争减弱或者互惠增强，树种多样性对森林抵抗力的促进效应也显著增强。

经典的生态学理论“胁迫梯度假说”认为，物种间互惠作用的强度和重要性随着环境胁迫程度的加剧而增加，竞争作用的强度和重要性随环境胁迫程度的加剧而降低。

“我们的发现印证了这一假说，即随着水分胁迫程度的增加，树种多样性对森林抵抗力的促进作用越强。”刘丹说，但这并不意味着干旱时树种之间不再竞争了，而是在干旱胁迫下树种之间的关系由互惠作用所主导。

此外，研究团队绘制的全球树种多样性对森林抵抗力影响的空间分布图表明，在全球近一半森林区域增加树种多样性可显著提升森林对干旱的抵抗力。“在当前树种单一的人工纯林开展多树种混交造林，将显著提升森林抵抗力，以旱区提升空间最大。”汪涛说。在碳中和背景下，旱区有可能成为造林绿化的“主战场”，政府决策部门可考虑将恢复与种植丰富多样的树种纳入旱区造林绿化政策，以缓解未来极端气候事件频发对森林碳汇稳定性的影响。