Forest biodiversity: Mixed forests are more productive when they are structurally complex

不同树种的森林越丰富,树木生长得越快,它们吸收的二氧化碳就越多。德累斯顿工业大学、勒乌瓦纳大学(Leuphana University l neburg)、哈雷-维滕伯格马丁·路德大学、莱比锡大学、蒙彼利埃大学和德国哈雷-耶拿-莱比锡综合生物多样性研究中心(iDiv)的一项联合研究揭示了这一现象背后的机制。研究结果已经发表在《科学进展》杂志上。

如果许多不同的树种都生长在一个特定的地区,这对它们的生长有积极的影响,从而对木材生产产生积极的影响——这已经被许多其他的研究所证实。森林中树种的多样性越大,结构就越复杂。这些物种不仅在特定时期生长到不同的高度,有非常不同的冠层,它们对光、水和营养也有不同的需求。到目前为止,还不清楚结构复杂性是如何与生产力相关的,以及在一个混合树种的地区,哪些机制在起作用。

2015年春天,在萨克森-安哈尔特州南部的巴德Lauchst?dt镇附近,我们开展了MyDiv树木多样性实验:在80块面积为121平方米(11米× 11米)的地块上种植了140棵树苗。总共有10种不同组合的本土落叶树种:作为单一树种,或与两种甚至四种不同树种混合种植。

在过去的两年里,研究人员调查了地块结构复杂性对生产力的重要性。除了直接测量树高和树干直径来计算树木的木材体积外,还使用地面激光扫描来计算每个地块的三维结构复杂性指数。

结果表明,不仅仅是物种多样性促进了树木的生长,还有相关的结构复杂性。结构复杂的社区几乎是结构简单的社区的两倍。需要大量光照的树种与耐阴树种的混合被证明是特别有效的。

MyDiv实验的一个独特之处在于,两种主要类型的菌根——丛枝菌根和外生菌根——分别由5个树种代表。菌根是用来描述真菌和植物之间共生关系的术语,其中真菌的菌丝体与树根相连,例如,为了双方的利益交换营养物质。

这使得科学家们不仅可以研究地上结构的影响,还可以研究土壤下面发生的事情。结果表明,将不同类型的菌根混合在一起对树木的生长没有影响。

该研究为再造林项目提供了有价值的信息,并表明正确的树种组成可以确保树木明显更快地生长。这一点尤为重要,因为树木是有效的碳储存库,而重新造林被认为是应对气候变化的重要工具。